DE112010004321B4

DE112010004321B4 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010004321B4
Application number: DE112010004321.3T
Authority: DE
Inventors: Masashi Yamasaki; Hideki Kabune; Atsushi Furumoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2030-06-24
Also published as: JP5435286B2; US8710705B2; DE112010002719T5; CN102570694B; CN102804559B; US20120098366A1; DE112010004321T5; JP2011177001A; CN102804559A; DE112010002719B4; US20120098391A1; WO2010150527A1; US8957557B2; CN102570694A

Abstract

Antriebsvorrichtung, aufweisend:einen Motor (30), welcher ein zylindrisches Motorgehäuse (101) aufweist, welches einen Außenumfang bildet, einen Stator (201), welcher an einer radial inneren Seite des Motorgehäuses (101) angeordnet ist und Wicklungen (205) hat, welche um den Stator (201) gewickelt sind, um eine Mehrzahl von Phasen zu bilden, einen Rotor (301), welcher an einer radial inneren Seite des Stators (201) angeordnet ist, und eine Welle (401), welche sich zusammen mit dem Rotor (301) dreht;eine Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911), welche in einer gleichen Richtung wie einer Mittellinienrichtung der Welle (401) von einer Endwand des Motorgehäuses (101) erstreckt ist; undeine bedruckte Leiterplatte (801), welche eine elektronische Steuereinheit (50, 70) aufweist, welche an der Seite der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) in der Mittellinienrichtung des Motorgehäuses (101) angeordnet ist, und eine Steuerung des Antriebs des Motors (30) durchführt,wobei die elektronische Steuereinheit (50, 70) Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) aufweist, welche Halbleiterchips aufweisen zum Schalten von Wicklungsströmen, welche durch die Wicklungen der Mehrzahl von Phasen fließen, und die longitudinal platziert ist, um direkt oder indirekt in Kontakt mit einer Seitenwandoberfläche (605, 615, 625, 635, 645, 655, 665, 675, 695, 905, 915, 925, 945, 955, 975) der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) zu sein, so dass eine vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche nicht parallel zu der Mittellinie der Welle (401) ist,die elektronische Steuereinheit (50, 70) Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) aufweist, welche parallel zwischen einer Leitung von Leistungsversorgungsseiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) mit einer Leistungsversorgung und einer Leitung von Masseseiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) mit einer Masse verbunden sind;die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556), die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) und die Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) einander wenigstens teilweise in der Mittellinienrichtung der Welle (401) überlappen; undwobei die bedruckte Leiterplatte (801) auf einen Seiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) angeordnet ist, welche gegenüber dem Motorgehäuse (101) in der Mittellinienrichtung sind;wobei die Welle (401) an einem distalen Ende davon mit einem Magneten (402) versehen ist, der der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüber liegt;wobei die bedruckte Leiterplatte (801) eine Erfassungsschaltung (76) zum Erfassen der Drehposition des Magneten aufweist;wobei die Endwand des Motorgehäuses (101) zwischen der elektronischen Steuereinheit (50, 70) und dem Motorgehäuse (101) angeordnet ist; undwobei die Welle (401) in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) durch die Endwand, die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) und die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) erstreckt ist und die Welle (401) in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) über die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556), die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) und die Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) hinaus erstreckt ist derart, dass das distale Ende der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüberliegt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2009-149650 , eingereicht am 24. Juni 2009, Nr. 2010-14393 , eingereicht am 16. Januar 2010 und Nr. 2010-117686 , eingereicht am 21. Mai 2010, die Offenbarungen derer hierin durch Bezugnahme mit eingebunden sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung, welche einen Elektromotor hat und eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit zum Steuern bzw. Regeln des Antriebs des Elektromotors.
STAND DER TECHNIK
In den vergangenen Jahren wird als ein Mechanismus zum Unterstützen einer Betätigung eines Lenkrades eines Fahrzeuges ein elektrisches Lenkhilfesystem (EPS=Electric Power Steering=Elektrische Lenkhilfe) verwendet, welches elektrisch ein Drehmoment erzeugt. In dem EPS-System wird, im Gegensatz zu einem Hydrauliksystem, die Fahrzeuglenkbetätigung nur unterstützt, wenn eine Lenkbetätigung eines Fahrzeugführers durchgeführt wird. Demzufolge sieht das EPS-System viele Vorteile wie beispielsweise einen niedrigen Kraftstoffverbrauch vor.
Als ein Motor, der als eine Drehmoment-Erzeugungsquelle des EPS-Systems dient, wird ein bürstenloser Motor verwendet, welcher angetrieben wird, um sich durch eine Anwendung beispielsweise eines Drei-Phasen-Wechselstromes zu drehen. Wenn solch ein bürstenloser Motor verwendet wird, ist es notwendig, einen Wechselstrom (AC-) Ausgang zu erzeugen, welcher mit einem Gleichstrom (DC-) Ausgang einer vorbestimmten Spannung (beispielsweise 12 Volt) außer Phase ist, um Wicklungsströme für Spulen von mehreren Phasen (beispielsweise drei Phasen) zur Verfügung zu stellen, welche jeweils außer Phase sind. Dies macht eine elektronische Steuereinheit zum Schalten der Spulenströme des Motors notwendig. Die elektronische Steuereinheit weist Halbleitermodule auf, welche eine Schaltfunktion implementieren.
In einer herkömmlichen EPS-System-Antriebsvorrichtung ist eine elektronische Steuereinheit in der Nähe eines Motors angeordnet. Beispielsweise sind Halbleitermodule in einer axialen Richtung des Motors (Patentdokumente Nr. 1 und Nr. 2) angeordnet, oder um einen Stator, welcher in dem Motor eingeschlossen ist (Patentdokument Nr. 3) angeordnet.
STAND DER TECHNIK DOKUMENT
PATENTDOKUMENT

Patentdokument Nr. 1: JP-A-H10-234158
Patentdokument Nr. 2: JP-A-H10-322973
Patentdokument Nr. 3: JP-A-2004-159454
Patentdokument Nr. 4: JP-A-2002-120739

In einem EPS-System wird ein relativ großer Motor verwendet, um ausreichend Drehmoment bereitzustellen. Demzufolge wird die physikalische Konfiguration der Halbleitermodule größer. Zusätzlich sind im Allgemeinen Kondensatoren einer großen physikalischen Konfiguration (beispielsweise Aluminiumelektrolyt-Kondensatoren) in der elektronischen Steuereinheit eingeschlossen, zum Zweck des Verhinderns, dass der Halbleiterchip durch eine Stoßspannung, welche aufgrund einer Schaltoperation erzeugt wird, beschädigt werden.
Neben dem EPS-System sind jedoch heutzutage verschiedene Systeme in einem Fahrzeug eingegliedert bzw. einbezogen. Demzufolge wird ein Raum, welcher groß genug ist, um die verschiedenen Systeme zu installieren, benötigt. Es ist demnach erwünscht, dass der Motor des EPS-Systems kompakt ist.
Von diesem Sichtpunkt sind in einem Motor, welcher beispielsweise im Patentdokument Nr. 1 oder 2 beschrieben ist, Halbleitermodule und Kondensatoren nebeneinander in einer axialen Richtung des Motors angeordnet. Als ein Ergebnis wird die physikalische Konfiguration in der axialen Richtung des Motors größer.
In einem Motor, welcher in Patentdokument Nr. 3 beschrieben wird, sind Halbleitermodule um einen Stator angeordnet. Demzufolge ist die physikalische Konfiguration in der axialen Richtung des Motors gering, die physikalische Konfiguration in einer radialen Richtung des Motors jedoch ist groß. Zusätzlich wird in einer Situation, in welcher beispielsweise zylindrische Kondensatoren angewandt werden müssen, obwohl ein Glättungskondensator von einem flachen Typ ist, die physikalische Konfiguration in der radialen Richtung weiterhin größer.
Die Patentanmeldung US 5 932 942 A offenbart einen Gleichstrommotoransteuerung mit verbesserten thermischen Eigenschaften. Dabei wird ein integriertes bürstenloses Gleichstrommotor- und Ansteuerungspaket offenbart, das den bürstenlosen Gleichstrommotor und die Ansteuerschaltung enthält, die von einer der Motorendkappen getragen werden. Die Ansteuerschaltung enthält leistungselektronische Vorrichtungen zum Umwandeln einer Eingangsleistung in pulsförmige 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, 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.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung kleiner Größe vorzusehen, welche eine eingebaute elektronische Steuereinheit hat.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Eine Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Motor, eine Wärmesenke und eine elektronische Steuereinheit auf. Der Motor weist ein zylindrisches Motorgehäuse auf, welches einen Außenumfang bildet, einen Stator, welcher an der radial inneren Seite des Motorgehäuses angeordnet ist und Wicklungen hat, welche um ihn gewickelt sind, um eine Mehrzahl von Phasen zu bilden, einen Rotor, der auf der radial inneren Seite des Stators angeordnet ist, und eine Welle, welche sich zusammen mit dem Rotor dreht. Die Wärmesenke ist in derselben Richtung wie die Mittellinienrichtung der Welle von einer Endwand des Motorgehäuses erstreckt. Die elektronische Steuereinheit ist auf der Wärmesenkenseite des Motorgehäuses in der Mittellinienrichtung angeordnet und führt eine Steuerung des Antriebs des Motors durch. Die elektronische Steuereinheit weist Halbleitermodule auf, welche Halbleiterchips aufweisen zum Schalten von Wicklungsströmen, welche durch die Wicklungen mehrerer Phasen fließen, und diese ist longitudinal platziert, um direkt oder indirekt in Kontakt mit einer Seitenwandoberfläche der Wärmesenke zu sein, so dass die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche nicht parallel zu der Mittellinie der Welle ist. Zusätzlich weist die elektronische Steuereinheit Kondensatoren auf, welche parallel zwischen einer Leitung von Versorgungsseiten der Halbleitermodule mit einer Leistungsversorgung und einer Leitung von Masseseiten der Halbleitermodule mit einer Masse verbunden sind. In der Mittellinienrichtung überlappen wenigstens Teile von jeweiligen Bereichen von Anordnungen der Halbleitermodule der Wärmesenke und der Kondensatoren einander.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches ein elektrisches Lenkhilfesystem zeigt, welches eine Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 ist eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie 4-4 in 3;
5 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ist ein erklärendes Diagramm bzw. eine erklärende Darstellung, welche eine technische Entwicklung in Richtung der Integration einer elektronischen Steuereinheit zeigt;
8 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
9 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
10 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform,
11 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
12 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform;
13 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform;
14 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
15 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform;
16 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform;
17 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
18 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform;
19 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform;
20 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
21 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform;
22 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform;
23 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform;
24 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform;
25 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform;
26 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform;
27 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform;
28 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform;
29 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform;
30 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform;
31 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform;
32 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform;
33 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
34 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
35 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform;
36 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der elften Ausführungsform;
37 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der elften Ausführungsform;
38 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform;
39 ist eine Seitenansicht der Seitenansicht gemäß der zwölften Ausführungsform;
40 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zwölften Ausführungsform;
41 ist eine Schnittansicht aufgenommen entlang einer Linie 41-41 in 38;
42 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform;
Fg. 43 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der dreizehnten Ausführungsform;
44 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der dreizehnten Ausführungsform;
45 ist eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform;
46 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierzehnten Ausführungsform;
47 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierzehnten Ausführungsform;
48 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform;
49 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfzehnten Ausführungsform;
50 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfzehnten Ausführungsform;
51 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform;
52 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der sechzehnten Ausführungsform;
53 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der sechzehnten Ausführungsform;
54 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform;
55 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der siebzehnten Ausführungsform;
56 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der siebzehnten Ausführungsform;
57 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer achtzehnten Ausführungsform;
58 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der achtzehnten Ausführungsform;
59 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der achtzehnten Ausführungsform;
60 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform;
61 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der neunzehnten Ausführungsform;
62 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der neunzehnten Ausführungsform;
63 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform;
64 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zwanzigsten Ausführungsform;
65 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zwanzigsten Ausführungsform;
66 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform;
67 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform;
68 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform;
69 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform;
70 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform;
71 ist eine Schnittansicht aufgenommen entlang einer Linie 71-71 in 70;
72 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform;
73 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform;
74 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform;
75 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie 75-75 in 74;
76 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der dreiundzwanzigsten Ausführungsform;
77 ist eine Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung gemäß einer vierundzwanzigsten Ausführungsform;
78 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierundzwanzigsten Ausführungsform;
79 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie 79-79 in 78;
80 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der vierundzwanzigsten Ausführungsform;
81 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Lenkhilfesystems, welches eine Antriebsvorrichtung gemäß einer fünfundzwanzigsten Ausführungsform einsetzt;
82 ist eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
83 ist eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
84 ist eine Ansicht aufgenommen in einer Pfeilrichtung in 83 mit einer entfernten Abdeckung;
85 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
86 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
87 ist eine Draufsicht auf eine elektronische Steuereinheit der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
88 ist eine Ansicht, aufgenommen in einer Pfeilrichtung K88 in 87;
89 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang einer Pfeilrichtung K89 in 87;
90 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang einer Pfeilrichtung K90 in 87;
91 ist eine perspektivische Ansicht der elektronischen Steuereinheit der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
92 ist eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform mit Leistungsmodulen, welche in einer Wärmesenke aufgenommen sind;
93 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang einer Pfeilrichtung K93 in 92;
94 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang einer Pfeilrichtung K94 in 92;
95 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform mit den Leistungsmodulen, welche in der Wärmesenke aufgenommen sind;
96 ist eine Draufsicht auf eine Leistungseinheit der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
97 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang einer Pfeilrichtung K97 in 96;
98 ist eine perspektivische Ansicht der Leistungseinheit der Antriebsvorrichtung gemäß der fünfundzwanzigsten Ausführungsform;
99 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Antriebsvorrichtung gemäß einer sechsundzwanzigsten Ausführungsform; und
100 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß der sechsundzwanzigsten Ausführungsform mit Leistungsmodulen, welche in einer Wärmesenke aufgenommen sind.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen einer Antriebsvorrichtung, welche eine eingebaute elektronische Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung haben, werden untenstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In jeder der folgenden Ausführungsformen wird die gleiche oder äquivalente Bezugsziffer bzw. das gleiche oder äquivalente Bezugszeichen dem gleichen oder äquivalenten Teil in den Zeichnungen hinzugefügt.
(Erste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform weist, wie in 1 gezeigt ist, einen Motor 30, eine Leistungsschaltung 50 und eine Steuerschaltung 70 auf. Die Antriebsvorrichtung 1 erzeugt ein Drehmoment auf eine Lenksäule bzw. Lenkwelle 92 über ein Zahnrad oder Getriebe 93, welches an der Lenkwelle 92 befestigt ist, welche eine Drehwelle eines Lenkrades 91 eines Fahrzeuges ist und unterstützt eine Lenkbetätigung des Lenkrades 91. Genauer gesagt wird, wenn das Lenkrad 91 durch einen Fahrer betätigt bzw. gehandhabt wird, ein Lenkdrehmoment, welches auf der Lenkwelle 92 aufgrund der Betätigung auftritt, durch einen Drehmomentsensor 94 erfasst. Zusätzlich wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation über ein Steuerbereichsnetzwerk (CAN=Controller Area Network= Steuerbereichsnetzwerk) erlangt, um die Lenkbetätigung des Fahrzeugführers durch das Lenkrad 91 zu unterstützen. Wenn diese Art von Mechanismus verwendet wird, kann nicht nur ein Lenken unterstützt werden, sondern auch Betätigungen des Lenkrades 91 zum Aufrechterhalten einer Fahrspur auf einer Autobahn, zum Führen zu einer Parklücke in einem Parkplatz und andere Betätigungen können automatisch gesteuert werden, obwohl dies von einer Steuertechnik abhängt.
Der Motor 30 ist ein bürstenloser Motor, welcher das Zahnrad oder Getriebe 93 in einer vorwärtigen und einer rückwärtigen Richtung dreht. Es ist die Leistungsschaltung 50, welche den Motor 30 mit Leistung speist. Die Leistungsschaltung 50 weist eine Drosselspule 52 auf, welche an einer Stromleitung existiert, welche von einer Leistungsversorgung 51 geführt wird, einen Shunt-Widerstand bzw. Nebenschlusswiderstand 53 und zwei Umrichter- bzw. Inverter-Schaltungen 60 und 68 auf.
Die Inverterschaltungen 60 weisen sieben Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistoren (MOSFETs) 61, 62, 63, 64, 65, 66 und 67 auf, welche ein Typ von Feldeffekttransistoren sind. Die MOSFETs 61 bis 67 sind Schaltelemente. Genauer wird abhängig von einem Potential an einem Gate ein Source-Drain-Weg angeschaltet (Leitung) oder abgeschaltet (keine Leitung). Die andere Inverterschaltung 68 hat dieselbe Konfiguration bzw. denselben Aufbau wie die Inverterschaltung 60. Demzufolge wird nur die Inverterschaltung 60 untenstehend beschrieben werden.
Hierin sollen nachstehend die MOSFETs 61 bis 67 einfach als FETs 61 bis 67 bezeichnet werden. Der FET 67, welcher am nähesten zu dem Shunt-Widerstand 53 platziert ist, ist zum Schutz vor einer rückwärtigen Verbindung bzw. verkehrten Verbindung vorgesehen. Besonders wenn die Leistungsversorgung irrtümlicherweise verbunden wird, verhindert der FET 67, dass ein rückwärts gerichteter Strom fließt.
Die Drains der drei FETs 61 bis 63 sind auf der Seite einer Stromleitung verbunden. Die Sources der FETs 61 bis 63 sind mit den Drains der drei verbleibenden FETs 64 bis 66 verbunden. Weiterhin sind die Sources der FETs 64 bis 66 mit Masse verbunden. Die Gates der sechs FETs 61 bis 66 sind mit sechs Ausgangsanschlüssen einer Vortreiberschaltung 71 verbunden, welche später beschrieben werden wird. Knoten zwischen Paaren von oberen und unteren FETs 61 bis 66 in 1 sind mit einer U-Phasen-Spule, einer V-Phasen-Spule und einer W-Phasen-Spule des Motors 30 jeweils verbunden.
Wenn die FETs 61 bis 66 voneinander zu unterscheiden sind, werden die Bezugszeichen in 1 verwendet, um die FETs als die FET (Su+) 61, FET (Sv+) 62, FET (Sw+) 63, FET (Su-) 64, FET (Sv-) 65 und FET (Sw-) 66 zu bezeichnen.
Zwischen der Stromleitung für den FET (Su+) 61 und der Masse für den FET (Su) 64 ist ein Aluminiumelektrolytkondensator 54 parallel verbunden. Gleichermaßen ist zwischen der Stromleitung für den FET (Sv+) 62 und der Masse für den FET (Sv-) 65 ein Aluminiumelektrolytkondensator 55 parallel verbunden. Zwischen der Stromleitung für den FET (Sw+) 63 und der Masse für den FET (Sw-) 66 ist ein Aluminiumelektrolytkondensator 56 parallel verbunden.
Die Steuer- bzw. Regelschaltung 70 weist drei Vortreiberschaltungen 71, einen kundenspezifischen IC (IC=Integrated Circuit=Integrierte Schaltung) 72, einen Positionssensor 73 und einen Mikrocomputer 74 auf. Der kundenspezifische IC72 weist als funktionale Blöcke eine Regulatorschaltung 75, eine Positionssensorsignalverstärkungsschaltung 76 und eine Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 77 auf.
Die Regulatorschaltung 75 ist eine Stabilisierungsschaltung, welche die Leistungs stabilisiert. Die Regulatorschaltung 75 stabilisiert die Leistung, welche den jeweiligen Komponenten bzw. Bauteilen zur Verfügung zu stellen ist. Hilfsweise arbeitet der Mikrocomputer 74 mit einer stabilen, vorbestimmten Leitungsspannung (beispielsweise 5 Volt), welche sie der Regulatorschaltung 75 verdankt.
Ein Signal, welches von dem Positionssensor 73 gesendet wird, wird der Positionssensorsignalverstärkerschaltung 76 zugeführt. Der Positionssensor 73 gibt, wie später beschrieben wird, ein Drehpositionssignal des Motors 30 aus. Die Positionssensorsignalverstärkerschaltung 76 verstärkt das Drehpositionssignal und gibt das sich ergebende Signal an den Mikrocomputer 74 aus.
Die Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 77 erfasst eine Spannung über den Shunt-Widerstand 53, welcher in der Leistungsschaltung 50 eingeschlossen ist, verstärkt die Spannung und gibt die sich ergebende Spannung an den Mikrocomputer 74 aus.
Demzufolge werden das Drehpositionssignal des Motors 30 und die Spannung über den Shunt-Widerstand 30 dem Mikrocomputer 74 zugeführt. Dem Mikrocomputer 74 wird ein Lenkdrehmomentsignal an dem Drehmomentsensor 94, welcher an der Lenksäule 92 angebracht ist, zugeführt. Weiterhin wird dem Mikrocomputer 74 eine Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation über ein CAN zugeführt.
Wenn das Lenksignal und die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation dem Mikrocomputer 74 zugeführt werden, steuert der Mikrocomputer 74 die erste Inverterschaltung 60 über die Vortreiberschaltung 71 in Antwort auf ein Drehpositionssignal, um gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit beim Lenken durch das Lenkrad 91 zu unterstützen. Die Steuerung der Inverterschaltung 60 wird erreicht durch ein Anschalten oder Abschalten der FETs 61 bis 66 über die Vortreiberschaltung 71. Besonders werden, da die Gates der sechs FETs 61 bis 66 mit den sechs Ausgangsanschlüssen der Vortreiberschaltung 71 verbunden sind, die Gate-Potentiale durch die Vortreiberschaltung 71 variiert bzw. geändert.
Basierend auf den Spannungen über dem Shunt-Widerstand 53, welche von der Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 77 zugeführt werden, steuert der Mikrocomputer 74 die Inverterschaltung 60, um einen Strom, welcher dem Motor 30 zur Verfügung gestellt wird, zu einer Sinuswelle zu approximieren bzw. anzunähern.
Für die vorstehende Steuerung der Inverterschaltung 60 verringert die Drosselspule 52 Rauschen, welches durch die Leistungsversorgung 51 verursacht wird. Die Kondensatoren 54 bis 56 speichern Leistung, um der Leistungsspeisung der FETs 61 bis 66 zu helfen, oder unterdrücken eine Rauschkomponente bzw. einen Rauschbestandteil wie beispielsweise eine Stoßspannung. Der FET 67 zum Schutz vor einer rückwärtigen Verbindung eingeschlossen ist, werden, auch wenn die Leistungsversorgung nicht korrekt verbunden ist, Kondensatoren 54 bis 56 nicht beschädigt werden.
Wie obenstehend beschrieben ist, sind die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 zum Steuern des Antriebs des Motors 30 vorgesehen. Die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 bilden eine elektronische Schaltung (elektronische Steuereinheit: ECU).
Die Ausgabe des Motors 30, welcher in dem EPS eingesetzt werden soll, ist in der Größenordnung von 200 Watt bis 500 Watt. Der Prozentsatz eines Gebietes, welches durch die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 besetzt ist zu der gesamten Antriebsvorrichtung 1, ist in der Größenordnung von 20% bis 40%. Die Ausgabe des Motors 30 ist so groß, dass die Leistungsschaltung 50 dazu tendiert, größer in der Größe zu werden. 70% oder mehr des Gebietes, welches durch die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 besetzt ist, ist ein Gebiet, welches durch die Leistungschaltung 50 besetzt ist.
Große von den Komponenten bzw. Bestandteilen der Leistungsschaltung 50 sind die Drosselspule 52, die Kondensatoren 54 bis 56 und die FETs 61 bis 67. Die FETs 61 bis 67 sind als Halbleitermodule gebildet.
Der FET (Su+) 60 und der FET (Su-) 64 sind als Halbleiterchips gebildet und diese Halbleiterchips sind in Kunstharz eingegossen, um ein Halbleitermodul zu sein.
Weiterhin sind der FET (Sv+) 62 und der FET (Sv-) 65 als Halbleiterchips gebildet und diese Halbleiterchips sind in Harz bzw. Kunstharz eingegossen, um ein Halbleitermodul zu sein.
Weiterhin sind der FET (Sw+) 63 und der FET (Sw-) 66 als Halbleiterchips gebildet und diese Halbleiterchips sind in Harz bzw. Kunstharz eingegossen, um ein Halbleitermodul zu sein.
Die erste Inverterschaltung 60 in 1 weist drei Halbleitermodule auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 1 gezeigt ist, eine Gesamtzahl von zwei Inverterschaltungen der ersten und zweiten Inverterschaltung 60 und 63 eingeschlossen. Dies halbiert einen Strom, welcher in eine Inverterschaltung 60 oder 68 fließt. Aufgrund des Einschliessens der zwei Inverterschaltungen 60 und 68 weist die vorliegende Ausführungsform sechs Halbleitermodule und sechs Kondensatoren auf.
Als nächstes wird die Konfiguration bzw. der Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform untenstehend beschrieben werden. 2 ist eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung 1, 3 ist eine Seitenansicht, in welcher die Antriebsvorrichtung in einer Pfeil-Richtung K in 2 gesehen wird, 4 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie 4-4 in 3, 5 ist eine perspektivische Ansicht und 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht.
Die Antriebsvorrichtung 1 weist ein zylindrisches Motorgehäuse 101 auf, welches einen Außenumfang des Motors definiert bzw. begrenzt, einen Endrahmen 102, welcher an eine Ausgabeseite des Motorgehäuses 101 geschraubt ist und eine mit Boden versehene zylindrische Abdeckung 103, welche eine elektronische Steuereinheit bedeckt.
Der Motor 30 weist das Motorgehäuse 101, einen Stator 201, welcher an der radial inneren Seite des Motorgehäuses 101 angeordnet ist, einen Rotor 301, welcher an der radial inneren Seite des Stators 201 angeordnet ist und eine Welle 401 auf, welche sich zusammen mit dem Rotor 301 dreht.
Der Stator 201 weist zwölf ausgeprägte Pole bzw. Schenkelpole 202 auf, welche nach außen in radial nach innen gerichtete Richtungen des Motorgehäuses 101 herausragen. Die Schenkelpole 202 sind unter vorbestimmten Winkelintervallen bzw. Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 101 angeordnet. Der Schenkelpol 202 weist einen laminierte Eisenkern 203 auf, welcher durch ein Stapeln von dünnen Platten, welche aus einem magnetischen Material gefertigt sind, hergestellt sind, und einen Isolator 204 auf, welcher mit der axial externen Seite des laminierten Kerns 203 in Eingriff steht. Wicklungen 205 sind um den Isolator 204 gewickelt. Leitungsdrähte 206, durch welche Strom den Wicklungen 205 zur Verfügung gestellt wird, sind von sechs Teilen der Wicklungen 205 herausgeführt. Die Wicklungen 205 fungieren als Drei-Phasen-Wicklungen für U-, V- und W-Phasen gemäß einem Motor der Stromversorgung für die Leiterdrähte 206. Die Wicklungen 205 realisieren die Drei-Phasen-Wicklungen für die U-, V- und W-Phasen. Die Leiterdrähte 206 sind durch sechs Löcher, welche in einem axialen Ende des Motorgehäuses 101 gebildet sind, nach außen in Richtung der elektronischen Steuereinheit herausgeführt.
Der Rotor 301 ist zylindrisch mit einem magnetischen Material, beispielsweise Eisen, gebildet. Der Rotor 301 weist einen Rotorkern 302 und Permanentmagnete 303 auf, welche an der radial äußeren Seite des Rotorkerns 302 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 303 haben Nordpole und Südpole alternierend in der Umfangsrichtung.
Die Welle 401 ist in ein Wellenloch 304 eingepasst, welches in der axialen Mitte des Rotorkerns 302 gebildet ist. Die Welle 401 ist in einer drehbaren Art und Weise durch ein Lager 104 des Motorgehäuses 101 und ein Lager 105, welches an dem Endrahmen 102 gebildet ist, getragen. Demzufolge ist die Welle 401 zusammen mit dem Rotor 301 hinsichtlich des Stators 201 drehbar. Ein Teil, welcher mit dem Lager 104 vorgesehen ist, ist eine Grenze zwischen der elektronischen Steuereinheit und einem Motor (bewegbares Teil) oder ist eine Endwand 106 des Motorgehäuses 101. Die Welle 401 erstreckt sich von der Endwand 106 in Richtung der elektronischen Steuereinheit und hat einen Magneten 402, welcher verwendet wird, um eine Drehposition an dem distalen Ende auf der Seite der elektronischen Steuereinheit davon zu erfassen. In der Nachbarschaft des distalen Endes der Welle 401 auf der Seite der elektronischen Steuereinheit ist eine aus Harz gefertigte gedruckte bzw. bedruckte Leiterplatte 801 bzw. gedruckte bzw. bedruckte Schaltung 801 angeordnet. Die bedruckte Leiterplatte 801 hat einen Positionssensor 73 (1) in der Mitte davon. Demzufolge wird die Drehposition des Magneten 402, d.h. die Drehposition der welle 401 durch den Positionssensor 73 erfasst.
Die sieben FETs 61 bis 67 (1), welche in der Inverterschaltung 60 der Leistungsschaltung 50 eingeschlossen sind, sind als drei Halbleitermodule gebildet. Die Antriebsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform weist zwei Inverterschaltungen 60 und 68 auf und hat demzufolge sechs Halbleitermodule.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Antriebsvorrichtung 1 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505 und 506 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 501 bis 506 voneinander werden die Bezugszeichen in 2 verwendet, um die Halbleitermodule als das U1-Halbleitermodul 500, das V1-Halbleitermodul 502, das W1-Halbleitermodul 503, das U2-Halbleitermodul 504, das V2-Halbleitermodul 505 und das W2-Halbleitermodul 506 zu bezeichnen.
Betreffend die Beziehung der Übereinstimmung mit 1 weist das U1-Halbleitermodul 501 die FETs 61 und 64 entsprechend der U-Phase auf. Das V1-Halbleitermodul 502 weist die FETs 62 und 65 entsprechend der V-Phase auf. Weiterhin weist das W1-Halbleitermodul 503 die FETs 63 und 66 entsprechend der W-Phase und den Umkehrverbindungsschutz FET 67 auf. Gleichermaßen weist das U2-Halbleitermodul 504 die FETs 61 und 64 entsprechend der U-Phase auf und den Umkehrverbindungsschutz FET 67, das V2-Halbleitermodul 505 weist die FETs 62 und 65 entsprechend der V-Phase auf und das W2-Halbleitermodul 506 weist die FETs 63 und 66 entsprechend der W-Phase auf. Besonders bilden die drei U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 501 bis 503 die Inverterschaltung 60 und die drei U2-, V2- und W2-Halbleitermodule 504 bis 506 bilden bzw. konstituieren die andere Inverterschaltung 68.
Die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 501 bis 503, welche die Inverterschaltung 60 bilden und die drei U2- bis W2-Halbleitermodule 504 bis 506 sind durch Sammelschienen (bus bars) miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben eine Verbindungsfunktion. Zusätzlich dient eine Sammelschiene 507a, die weiter von dem Motorgehäuse 101 entfernt ist als eine Masse und eine Sammelschiene 507b, welche näher zu dem Motorgehäuse 101 ist, dient als eine Leistungsleitung (5). Leistung wird den Halbleitermodulen 501 bis 506 nämlich durch die Sammelschienen 507 zur Verfügung gestellt.
2 bis 6 zeigen eine Konfiguration bzw. einen Aufbau, in welchem die Halbleitermodule 501 bis 506 inkorporiert bzw. eingebaut sind, zeigen jedoch nicht den Aufbau bzw. die Konfiguration der Leistungsversorgung. In Realität ist ein Stecker bzw. Verbinder an der Abdeckung 103 angebracht und Leistung wird den Sammelschienen 507 mittels des Steckers zur Verfügung gestellt.
Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind auf einer Wärmesenke 601 montiert bzw. angebracht, welche in derselben Richtung wie die Mittellinienrichtung der Welle 401 und von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 601 hat, wie in 2 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form auf bzw. an der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung eine im Wesentlichen trapezförmige bzw. trapezoidförmige Form ist, die nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie der Welle 401 Sandwich-artig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 601 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein zylindrischer Raum in der Mitte gebildet werden kann. Wenn als ein Ganzes betrachtet, hat die Wärmesenke 601 eine dicke zylindrische Form, welche axial wie ein Achteck aussieht. Die Wärmesenke 601 ist nicht auf die achteckige Form beschränkt, sondern kann beispielsweise axial wie ein Zehneck aussehen. Die Wärmesenke 601 weist Seitenwände 602 auf, welche die säulenförmigen Teile bilden, von welchen jede geformt ist, um axial und sektional wie ein Trapezoid bzw. ein Trapez auszusehen. Die Seitenwände 602 weisen eingekerbte bzw. eingeschnittene bzw. ausgesparte Abschnitte 603 und 604 auf, welche diskontinuierliche Teile vorsehen. Die Wärmesenke 601 ist mit dem Motorgehäuse 101 zusammen integral gebildet.
Die Seitenwände 602 der Wärmesenke 601 weisen Seitenwandoberflächen 605 auf, welche Flanken bzw. Seiten sind, welche in die radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind und breiter gefertigt sind als Seiten, welche an den ausgesparten Abschnitten 603 und 604 jeweils angrenzen. Was die Seitenwandoberflächen 605 betrifft, sind insgesamt sechs Seitenwandoberflächen in der Umfangsrichtung gebildet. In radial nach innen gerichteten Richtungen der jeweiligen Seitenwandoberflächen 605 sind Aufnahmeräume 606 gebildet, welche sich in den Zylinderraum in der Mitte öffnen. Die Aufnahmeräume 606 haben Bogenoberflächen übereinstimmend mit den Konturen bzw. Umrissen von Kondensatoren. Die Aufnahmeräume 606 sind an Positionen gebildet, an welchen die Aufnahmeräume gegenüber den Seitenwandoberflächen 605 sind. In der Wärmesenke 601 sind Bereiche, welche die Aufnahmeräume 606 darin gebildet haben, dünn gefertigt. Teile von den Aufnahmeräumen 606 zu der Endwand des Motorgehäuses 101 jedoch sind als dicke Teile 107 gebildet, welche so dick sind wie die anderen Teile, welche keine Aufnahmeräume haben (4).
Was die Wärmesenke 601 betrifft, sind die Halbleitermodule 501 bis 506 eines nach dem anderen auf den Seitenwandoberflächen 605, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind, angeordnet. Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 ist wie eine Platte geformt, welche sich in der Richtung der Oberflächen der Halbleiterchips, welche eingegossen sind, ausbreitet bzw. aufspreizt. Eine der Oberflächen des Halbleitermoduls, welche ein relativ großes Oberflächengebiet haben, dient als eine Wärmeabstrahlungsoberfläche (dasselbe wird auf Ausführungsformen, welche später beschrieben werden, zutreffen). Beispielsweise ist auf der Wärmeabstrahlungsoberfläche ein Metall wie z.B. Kupfer freigelegt bzw. offenliegend. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind in einer derartigen Art und Weise angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den jeweiligen Seitenwandoberflächen 605 sein können. Hier sind die Seitenwandoberflächen 605 durch Ebenen realisiert und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 sind demzufolge planar. Isolierfolien bzw. Isolierbleche können zwischen den jeweiligen Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 und den jeweiligen Seitenwandoberflächen 605 der Wärmesenke zwischenliegend angeordnet sein.
Da die Halbleitermodule 501 bis 506 wie oben beschrieben ist, an den Seitenwandoberflächen 605 der Wärmesenke 601 angeordnet sind, ist die vertikale Linie V zu den Ebenen der Halbleiterchips S rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 (4 und 5). Besonders sind die Halbleitermodule 501 bis 506 longitudinal platziert.
Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 hat einen Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101 (3 und andere). Der Spulenanschluss 508 ist radial nach außen gebogen. Die Leitungsdrähte 206 zur Stromversorgung für die Wicklungen 205 sind durch die sechs Löcher ausgeführt, welche in der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in Richtung der elektronischen Steuereinheit gebildet sind. Die Leitungsdrähte 206 sind nach außen geführt zu Aufnahmeräumen, welche an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 510 bis 506 gegenwärtig sind. Demzufolge sind in den Aufnahmeräumen, welche auf der radial äußeren Seite der Halbleitermodule 501 bis 506 gegenwärtig sind, die Leitungsdrähte 206 und Spulenanschlüsse 508 elektrisch miteinander gekoppelt, so dass die Leitungsdrähte 206 durch die Spulenanschlüsse 508 arretiert bzw. geklemmt werden.
Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 hat sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101. Die Steueranschlüsse 509 sind gelötet, während sie in Durchgangslöcher der bedruckten Leiterplatte 801 eingeführt sind (4). Demzufolge werden die Halbleitermodule 501 bis 506 elektrisch mit der Steuerschaltung 70 (1) verbunden. Im Gegensatz dazu werden die Kondensatoranschlüsse 510 von der Stromleitung und Masse jeweils in das Innere jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 abgezweigt bzw. ausgezweigt. Die Kondensatoranschlüsse 510 sind in der radial nach innen gerichteten Richtung gebogen und demnach ist die bedruckte Leiterplatte 801 in einem Teilungsraum, welcher zwischen dem distalen Ende der Wärmesenke 601 und der Abdeckung 103 abgebildet ist, angeordnet.
Wie in 2 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 auf denselben Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet wie dies die Wärmesenke ist, d.h. auf den radial inneren Seiten der Halbleitermodule. Um die Kondensatoren 701 bis 706 voneinander zu unterscheiden, werden die Bezugszeichen in 2 verwendet, um die Kondensatoren als den U1-Kondensator 701, den V1-Kondensator 702, den W1-Kondensator 703, den U2-Kondensator 704, den V2-Kondensator 705 und den W2-Kondensator 706 zu bezeichnen.
Betreffend die Beziehung der Übereinstimmung zu 1 entspricht der U1-Kondensator 701 dem Kondensator 54. Der V1-Kondensator 702 entspricht dem Kondensator 55. Der W1-Kondensator 703 entspricht dem Kondensator 56. Gleichermaßen entspricht der U2-Kondensator 704 dem Kondensator 54, der V2-Kondensator 705 entspricht dem Kondensator 55 und der W2-Kondensator 706 entspricht dem Kondensator 56.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in den Aufnahmeräumen 606 der Wärmesenke 601 aufgenommen und in der Nähe der Halbleitermodule 501 bis 506 in einer eins-zu-eins Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 501 bis 506 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel mit der Mittellinie der Welle 401 (5) werden. Die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 bis 506 sind in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen. Demzufolge sind Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Welle 401 ist in Richtung der elektronischen Steuereinheit erstreckt. Wie in 4 und anderen gezeigt ist, ist die Drosselspule 52 mit der Welle 401 durch diese hindurchtretend angeordnet. Die Drosselspule 52 ist in dem säulenförmigen Raum angeordnet, welcher in der Mitte der Wärmesenke 601 gebildet ist. Die Drosselspule 52 hat einen Spulendraht, welcher um einen Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt ist und die Spulenenden davon werden in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den eingekerbten bzw. ausgesparten Abschnitt 603 der Wärmesenke 601 (2) nach außen geführt.
Das Spulenende der Drosselspule 52 ist derart gekoppelt, dass die Drosselspule an der Stromleitung (1) existiert. 2 bis 6 jedoch zeigt nicht die Leistungsversorgungskonfiguration bzw. den Leistungsversorgungsaufbau für die Drosselspule 52.
Wie obenstehend beschrieben ist, sind von radial außen bis radial innen die Verbindungen zwischen den Spulenanschlüssen 508 und Leiterdrähten 206, die Halbleitermodule 501 bis 506, die Wärmesenke 601, Kondensatoren 701 bis 706 und die Drosselspule 52 in dieser Reihenfolge angeordnet. Demnach werden Aufnahmeräume in radialen Richtungen effizient bzw. wirksam benutzt.
Als nächstes wird die Steuerschaltung 70 untenstehend beschrieben werden. Die Steuerschaltung 70 ist auf der bedruckten Leiterplatte 801, welche in 4 und anderen gezeigt ist, gebildet. Besonders ist ein Verdrahtungsmuster in der bedruckten Leiterplatte 801 durch einen Ätzprozess oder dergleichen gebildet und ICs und andere, welche die Steuerschaltung 70 bilden, sind auf der bedruckten Leiterplatte angebracht (ICs und andere Vorteile sind nicht gezeigt).
Die Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform sieht die folgenden Vorteile (1) bis (14), welche untenstehend beschrieben sind, vor.

(1) Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind in der Mittellinienrichtung der Welle 401 angeordnet. Demzufolge kann die physikalische Konfiguration in einer radialen Richtung kleiner gemacht werden. Zusätzlich sind die Halbleitermodule 501 bis 506 longitudinal platziert und in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 605 der Wärmesenke 601 angeordnet. Weiterhin ist die Wärmesenke 601 mit den Aufnahmeräumen 606 vorgesehen und die sechs Kondensatoren 701 bis 706 sind in radialen Richtungen angeordnet. In anderen Worten gesagt sind die Wärmesenke 601 und Kondensatoren 701 bis 706 in den radial nach innen gerichteten Richtungen der sechs Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet. Als ein Ergebnis sind in der Mittellinienrichtung der Welle 401 wenigstens Teile von Bereichen von Anordnungen der Halbleitermodule 501 bis 506, der Wärmesenke 601 und der Kondensatoren 701 bis 706 gegenseitig angeordnet. Demzufolge kann, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Konfiguration bzw. einem herkömmlichen Aufbau, die physikalischen Konfiguration in der axialen Richtung kleiner gemacht werden. Als ein Ergebnis kann die physikalische Konfiguration der Antriebsvorrichtung 1 so klein wie möglich gemacht werden.

Ein Motor, welcher in der EPS eingesetzt wird, hat sich, wie in 7 gezeigt ist, entwickelt. Besonders wurde anfänglich eine „getrennte“ Konfiguration bzw. ein getrennter Aufbau verwendet, welcher einen Motor und eine ECU hat, welche voneinander getrennt sind, und ein „kombinierter“ Aufbau, welcher vom Layout von Drähten erleichtert wurde, wurde zur Hauptströmungsrichtung. Der „kombinierte“ Aufbau jedoch hat die ECU in einem Parallel-Epipet-Gehäuse und hat die ECU an dem Umfang bzw. der Peripherie eines Motorgehäuses geladen. In diesem Fall wird der physikalische Aufbau in der axialen Richtung größer. In der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform sind nicht nur die Halbleitermodule 501 bis 506 longitudinal platziert, sondern auch Aufnahmeräume, welche aufgrund der longitudinalen Platzierung erhalten werden, werden verwendet. Demnach ist die Beziehung der Anordnung zu den Kondensatoren 701 bis 706 gestaltet worden. Die Antriebsvorrichtung 1 ist nämlich von einem „eingebauten“ Typ.

(2) Die vertikale Linie zu einer Halbleiterchipoberfläche jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 ist rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401. Dies trägt weiterhin zu einer Erhaltung von Aufnahmeräumen in radialen Richtungen bei.
(3) Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 die Kondensatoranschlüsse 510, welche Anschlüsse sind, welche dem Kondensator gewidment sind. Jeder der Kondensatoren 701 bis 706 hat seine Anschlüsse direkt mit den Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt, ohne Vermittlung bzw. Einschaltung der bedruckten Leiterplatte. Demzufolge können verglichen damit, wenn die Halbleitermodule 501 bis 506 und Kondensatoren 701 bis 706 miteinander über ein Substrat verbunden sind, Verdrahtungen zwischen den Halbleitermodulen 501 bis 506 und Kondensatoren 701 bis 706 so kurz wie möglich gefertigt werden. Die Funktion der Kondensatoren 701 bis 706 kann vollständig geboten werden. Zusätzlich kann, da die Kondensatoren 701 bis 706 in der eins-zu-eins Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 501 bis 506 angeordnet sind, die Kapazität der Kondensatoren 701 bis 706 relativ klein gemacht werden. Der physikalische Aufbau der Kondensatoren 701 bis 706 kann unterdrückt werden.
(4) Die Wärmesenke 601, welche von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist, ist in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 vorgesehen. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind an den Seitenwänden 602 der Wärmesenke 601 angeordnet. Demzufolge ist eine Wärmeabstrahlung von den Halbleitermodulen 501 bis 506 erleichtert. Die Antriebsvorrichtung kann ohne Weiteres auf ein EPS-System angewandt werden, in welchem ein großer Strom in den Motor 30 fließt.
(5) Weiterhin sind in der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung die Kondensatoren 701 bis 706 auf denselben Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet, wie es die Wärmesenke 601 ist. Genauer sind die Kondensatoren 701 bis 706 in den Aufnahmeräumen 606, welche in der Wärmesenke 601 gebildet sind, aufgenommen. Demzufolge können Aufnahmeräume in den radial nach außen gerichteten Richtungen der Halbleitermodule 501 bis 506 erhalten werden. Als ein Ergebnis kann ein Layout von Verdrahtungen leicht erreicht werden.
(6) Die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 sind angeordnet, um in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 605 der Wärmesenke 601 zu sein. Demzufolge kann die Wärmeabstrahlung von den Halbleitermodulen 501 bis 506 weiterhin erleichtert werden.
(7) Da die Seitenwandoberflächen 605 planar sind, sind auch die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 planar. Dies ist vorteilhaft vom Sichtpunkt der Einfachheit beim Abflachen der Oberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506.
(8) Die Wärmesenke 601 hat die Seitenwände 602 um die Mittellinie der Welle 401. Die Drosselspule 52 ist an den radial inneren Seiten der Seitenwände 602 angeordnet. Demzufolge kann, auch wenn die Drosselspule 52, welche einen relativ großen physikalischen Aufbau hat, angewandt wird, der physikalische Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 so klein wie möglich gefertigt werden.
(9) Die Seitenwände 602 schließen die zwei ausgesparten bzw. eingekerbten Abschnitte 603 und 604 ein, welche diskontinuierliche bzw. unterbrochene Teile vorsehen. Der ausgesparte Abschnitt 603 wird verwendet, um das Spulenende der Drosselspule 52 in einer radial nach außen gerichteten Richtung herauszuführen. Demzufolge kann ein Weg bzw. Leitweg einer Wicklung der Drosselspule 52 leicht erreicht werden.
(10) Die Halbleitermodule 501 bis 506 und die bedruckte Leiterplatte 801 sind in einer axialen Richtung nebeneinander angeordnet. Die Halbleitermodule 501 bis 506 weisen die Steueranschlüsse 509 auf und die Steueranschlüsse 509 sind an die bedruckte Leiterplatte 801 gelötet. Demzufolge werden auch wenn die Steuerschaltung 70 unabhängig von den Halbleitermodulen 501 bis 506 angeordnet ist, elektrische Verbindungen über die Steueranschlüsse 509 erreicht. Demzufolge wird der Aufbau nicht zu kompliziert sein.
(11) Die Halbleitermodule 501 bis 506 haben die Spulenanschlüsse 508 an den anderen Enden an den Seiten davon gegenüber der bedruckten Leiterplatte 801. Die Spulenanschlüsse 508 sind elektrisch mit den Leitungsdrähten 206 gekoppelt. Demnach können elektrische Verbindungen mit den Wicklungen 205 des Stators 201 relativ leicht erreicht werden.
(12) Der Magnet 402 ist an dem distalen Ende der Welle 401 angeordnet. Der Positionssensor 73 an bzw. auf der bedruckten Leiterplatte 301 erfasst die Drehposition des Magneten 402, wodurch die Drehposition der Welle 401 erfasst wird. Demnach kann die Drehposition des Motors 30 relativ leicht erfasst werden.
(13) Die W1- und U2-Halbleitermodule 503 und 504 weisen jedes den FET 67 zum Schutz vor einer umgekehrten Verbindung auf. Demzufolge kann, auch wenn die Leistungsversorgung nicht korrekt verbunden ist, verhindert werden, dass die Kondensatoren 701 bis 706 beschädigt werden.
(14) Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind in Übereinstimmung mit drei Phasen der U-, V- und W-Phasen. Genauer sind die U1- und U2-Halbleitermodule 501 und 504 in Übereinstimmung mit der U-Phase, die V1- und V2-Halbleitermodule 502 und 505 sind in Übereinstimmung mit der V-Phase und die W1- und W2-Halbleitermodule 503 und 506 sind in Übereinstimmung mit der W-Phase. Weiterhin sind die U1- bis W1-Halbleitermodule 501 bis 503 und die U2- bis W2-Halbleitermodule 504 bis 506 durch Leiterschienen bzw. Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Demnach sind die Halbleitermodule 501 bis 506 als Module in Einheiten einer Funktion gebildet. Demzufolge wird der Aufbau der Inverterschaltung 60 einfach.

(Zweite Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 2 einer zweiten Ausführungsform weist, wie in 8 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505 und 506 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 501 bis 506 voneinander werden die Bezugszeichen in 8 verwendet, um diese als das Ul-Halbleitermodul 501, V1-Halbleitermodul 502, W1-Halbleitermodul 503, U2-Halbleitermodul 504, V2-Halbleitermodul 505 und W2-Halbleitermodul 506 zu bezeichnen.
Die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 501 bis 503 und die drei U2- bis W2-Halbleitermodule 504 bis 506 sind über die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben eine Verbindungsfunktion und dienen als eine Leistungsleitung bzw. Stromleitung.
Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind an einer Wärmesenke 611 angebracht, welche in derselben Richtung erstreckt ist wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101.
Die Form der Wärmesenke 611 an der Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung ist, wie in 8 gezeigt ist, eine zylindrische Form und hat einen prismaförmigen Raum innerhalb bzw. intern gebildet. Die Wärmesenke 611 hat die Seitenwand 612 um die Mittellinie der Welle 401. In diesem Fall bildet die externe Wandoberfläche der Wärmesenke 611 einen Teil des Außenumfangs bzw. der äußeren Peripherie der Antriebsvorrichtung 2 (9 und 10). Es sind nämlich der äußere Durchmesser des Motorgehäuses 103 in einem Bereich davon, in welchem der Stator 201 angeordnet ist, und der äußere Durchmesser der Wärmesenke 611 identisch zueinander.
Die Seitenwand 612 der Wärmesenke 611 hat Seitenwandoberflächen 615, welche in radial nach innen gerichtet Richtungen orientiert sind. Was die Seitenwandoberflächen 615 betrifft, ist eine Gesamtzahl von sechs Seitenwandoberflächen in der Umfangsrichtung gebildet.
Was die Wärmesenke 611 betrifft, sind die Halbleitermodule 501 bis 506 eins-zu-eins auf den Seitenwandoberflächen 615, welche in den radial nach innen gerichteten Richtungen orientiert sind, angeordnet. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 615 sind. Die Seitenwandoberflächen 615 sind in Ebenen gebildet und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 sind demzufolge auch in Ebenen gebildet.
Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind wie obenstehend beschrieben, an den jeweiligen Seitenwandoberflächen 615 der Wärmesenke 611 angeordnet, wodurch die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 ist (10).
Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 hat einen Spulenanschluss (nicht gezeigt) an dem Seitenende davon, dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegend. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101 (9 und 10).
Wie in 8 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 gegenüber der Wärmesenke 611 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 501 bis 506 in einer 1-zu-1- Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 501 bis 506 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer Säulenform und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 bis 506 in die radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen und Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 sind direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 diese durchdringend angeordnet ( 10). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt.
Wie obenstehend beschrieben ist, sind von radial nach außen bis radial nach innen die Wärmesenke 611, die Halbleitermodule 501 bis 506, die Kondensatoren 701 bis 706 und die Drosselspule 52 in dieser Reihenfolge angeordnet. Demnach werden Aufnahmeräume in radialen Richtungen effizient bzw. wirksam verwendet.
Die Antriebsvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14) vor, welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders bei der Antriebsvorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform sind die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 gegenüber der Wärmesenke 611 angeordnet. Demzufolge müssen Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 bis 706 nicht in der Wärmesenke 611 gebildet werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 3 einer dritten Ausführungsform weist, wie in 11 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 511, 512, 513, 514, 515 und 516 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodul 511 bis 516 voneinander werden die Bezugszeichen in 11 verwendet, um diese als das U1-Halbleitermodul 511, das V1-Halbleitermodul 512, das W1-Halbleitermodul 513, das U2-Halbleitermodul 514, das V2-Halbleitermodul 515 und das W2-Halbleitermodul 516 zu bezeichnen.
Die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 511 bis 513 und die drei U2- bis W2-Halbleitermodule 514 bis 516 sind durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben die Verbindungsfunktion und dienen als die Leistungs- bzw. Stromleitung.
Die Halbleitermodule 511 bis 516 sind an einer Wärmesenke 621, welche in dergleichen Richtung wie die Mittellinienrichtung der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist, angebracht.
Die Wärmesenke 621 hat, wie in 11 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an einer Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form ist, die nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 621 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte davon gebildet werden kann. Wenn als ein Ganzes betrachtet, hat die Wärmesenke 621 eine dicke zylindrische Form und hat Seitenwände 622 um die Mittellinie der Welle 401 herum. Die Seitenwände 622 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 623 und 624 auf, welche unterbrochene bzw. diskontinuierliche Teile vorsehen.
Die Seitenwände 622 der Wärmesenke 621 haben Seitenwandoberflächen 625, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 625 sind säulenförmige Umfangsoberflächen. Aufnahmeräume 626, welche sich zu dem mittleren säulenförmigen Raum öffnen, sind in den radial nach innen gerichteten Richtungen der Seitenwandoberfläche 625 gebildet.
Was die Wärmesenke 621 betrifft, sind die Halbleitermodule 511 bis 516 an den Seitenwandoberflächen 625 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Hierin sind die Halbleitermodule 511 bis 516 derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 625 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen die säulenförmigen Umfangsoberflächen und mit konvex gekrümmten Oberflächen realisiert. Demzufolge sind die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 511 bis 516 konkav gekrümmte Oberflächen.
Die Halbleitermodule 511 bis 516 sind, wie obenstehend beschrieben ist, an den Seitenwandoberflächen 625 der Wärmesenke 621 angeordnet, wodurch die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 ist.
Jedes der Halbleitermodule 511 bis 516 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegend. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 511 bis 516 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101 (12 und 13).
Wie in 11 gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 auf denselben Seiten der Halbleitermodule 511 bis 516 angeordnet, wie es die Wärmesenke 621 ist. Genauer sind die Kondensatoren in den Aufnahmeräumen 626 der Wärmesenke 621 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 511 bis 516 in einer 1-zu-1- Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 511 bis 516 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind angeordnet, so dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich werden, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 511 bis 516 in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle durch diese hindurchtretend (13) angeordnet. Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht, welcher um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt ist. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den ausgesparten bzw. eingekerbten Abschnitt 623 der Wärmesenke 621 (11) geführt.
Die Antriebsvorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (6) und (8) bis (14) der ersten Ausführungsform vor.
Besonders ist die Antriebsvorrichtung 3, deren Seitenwandoberflächen 625 der Wärmesenke 621 säulenförmige Umfangsoberflächen sind und die Wärmesenke 621 im Wesentlichen wie ein Zylinder gebildet. Demzufolge ist die Wärmesenke 621 einfach gebildet.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 4 einer vierten Ausführungsform weist, wie in 14 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 521, 522, 523, 524, 525 und 526 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 521 bis 526 voneinander werden die Referenzzeichen in 14 verwendet, um diese als das U1-Halbleitermodul 521, das V1-Halbleitermodul 522, das W1-Halbleitermodul 523, das U2-Halbleitermodul 524, das V2-Halbleitermodul 525 und das W2-Halbleitermodul 526 zu bezeichnen.
Die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 521 bis 523 und die U2- bis W2-Halbleitermodule 524 bis 526 sind durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben die Verbindungsfunktion.
Die Halbleitermodule 521 bis 526 sind an einer Wärmesenke 631 vorgesehen, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Form der Wärmesenke 631 auf der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung ist, wie in 4 gezeigt ist, eine zylindrische Form und ein säulenförmiger Raum ist intern gebildet. Die Wärmesenke 631 hat eine Seitenwand 632 um die Mittellinie der Welle 401. In diesem Fall bildet eine externe Wandoberfläche der Wärmesenke 631 einen Teil des Außenumfangs der Antriebsvorrichtung 4 (15 und 16).
Die Seitenwand 632 der Wärmesenke 631 hat eine Seitenwandoberfläche 635, welche in die radial nach innen gerichteten Richtungen orientiert ist. Die Seitenwandoberfläche 635 ist eine zylindrische innere Umfangsoberfläche.
Was die Wärmesenke 631 betrifft, sind die Halbleitermodule 521 bis 526 an der Seitenwandoberfläche 635 angeordnet, welche in die nach innen gerichteten Richtungen orientiert ist. Die Halbleitermodule 521 bis 526 sind derartig angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit der Seitenwandoberfläche 635 sind. Hier ist die Seitenwandoberfläche 635 eine konkav gekrümmte Oberfläche und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 521 bis 526 sind demzufolge konvex gekrümmte Oberflächen.
Da die Halbleitermodule 521 bis 526 wie obenstehend beschrieben ist, an der Seitenwandoberfläche 635 der Wärmesenke 631 angeordnet sind, ist die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
Jedes der Halbleitermodule 521 bis 526 hat einen Spulenanschluss (nicht gezeigt) an dem Seitenende davon, dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegend. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 521 bis 526 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (15 und 16).
Wie in 14 gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 521 bis 526 gegenüber der Wärmesenke 631 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 521 bis 526 in einer 1-zu-1--Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 521 bis 526 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 521 bis 526 in die radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 dorthin durchtretend angeordnet ( 16). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt.
Die Antriebsvorrichtung 4 der vierten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4), (6), (8) und (10) bis (14) vor.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 4 die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 521 bis 526 gegenüber der Wärmesenke 631 angeordnet. Demzufolge müssen Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 bis 706 nicht in der Wärmesenke 631 gebildet werden.
Zusätzlich ist in der Antriebsvorrichtung 4 die Seitenwandoberfläche 635 der Wärmesenke 631 eine zylindrische innere Umfangsoberfläche und die Wärmesenke 631 ist wie ein Zylinder geformt. Demzufolge ist die Wärmesenke 631 einfach gebildet.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 5 einer fünften Ausführungsform weist, wie in 17 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535 und 536 auf.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind auf einer Wärmesenke 641 angebracht, welche in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 641 hat, wie in 17 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an einem Abschnitt bzw. einer Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung im Wesentlichen eine trapezoide Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte davon gebildet werden kann. Hier unterscheidet sich die Wärmesenke 641 von der Wärmesenke 601 in der oben beschriebenen Ausführungsform (2) darin, dass die radial äußeren Wandoberflächen geneigt bzw. gekippt sind, um die Mittellinie der Welle 401 zu erreichen, wenn sie von dem Motorgehäuse 101 beabstandet sind. Wenn die Wärmesenke 641 als ein Ganzes gesehen wird, ist die Wärmesenke 641 wie eine abgeschnittene bzw. abgestumpfte Pyramide geformt, deren Boden auf der Seite des Motorgehäuses 101 platziert ist. Die Wärmesenke 641 hat Seitenwände 642 um die Mittellinie der Welle 401. Die Seitenwände 642 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 643 und 644 auf, welche nichtzusammenhängende bzw. diskontinuierliche Teile vorsehen.
Die Seitenwände 642 der Wärmesenke 641 weisen sechs Seitenwandoberflächen 645 auf, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert. Die Seitenwandoberflächen 645 sind planar und geneigt. Aufnahmeräume 646, welche sich zu dem säulenförmigen Raum in der Mitte öffnen, sind in radial nach innen gerichtete Richtungen der Seitenwandoberflächen 645 gebildet.
Was die Wärmesenke 641 betrifft, sind die Halbleitermodule 531 bis 546 an den Seitenwandoberflächen 645 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den jeweiligen Seitenwandoberflächen 645 sind. Die Seitenwandoberflächen 645 sind planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 531 bis 536 sind demgemäß planar.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind wie obenstehend beschrieben, an den Seitenwandoberflächen 645 der Wärmesenke 641 angeordnet und sie sind demzufolge hinsichtlich der Mittellinie der Welle 401 geneigt.
Weiterhin hat jedes der Halbleitermodul 531 bis 536 den Spulenanschluss 508 an den Seitenende davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 ( 18 und 19).
Wie in 17 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 auf den gleichen Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 angeordnet, wie es die Wärmesenke 641 ist. Genauer sind die Kondensatoren in den Aufnahmeräumen 646 der Wärmesenke 641 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 531 bis 536 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 531 bis 536 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind die Kondensatoranschlüsse 15 der Halbleitermodule 531 bis 536 in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen. Demzufolge sind Anschlüsse des Kondensators 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 ( 19) gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 durch diese hindurchtretend angeordnet (19). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den ausgesparten Abschnitt 643 der Wärmesenke 641 ( 17) ausgeführt.
Die Antriebsvorrichtung 5 der fünften Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) und (3) bis (13) vor, welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders kann in der Antriebsvorrichtung 5, da die Halbleitermodule 531 bis 536 geneigt sind, der physikalische Aufbau in der axialen Richtung kleiner gefertigt werden.
Zusätzlich sind die Seitenwandoberflächen 645 geneigt, um die Mittellinie der Welle 401 zu erreichen, wenn sie von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 getrennt sind. Demzufolge ist, wenn die Wärmesenke 641 durch eine Gießverarbeitung hergestellt bzw. erzeugt wird, die Verarbeitung relativ einfach zu tun.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 6 einer sechsten Ausführungsform weist, wie in 20 gezeig ist, sechs Halbleitermodule 531, 532, 534, 535 und 536 auf.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind an einer Wärmesenke 651 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Form der Wärmesenke 651 an der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung ist, wie in 20 gezeigt ist, eine zylindrische Form und ein Aufnahmeraum, welcher wie eine abgestumpfte Pyramide geformt ist, ist intern gebildet. Die Wärmesenke 651 hat eine Seitenwand 652 um die Mittellinie der Welle 401. In diesem Fall bildet die externe Wandoberfläche der Wärmesenke 651 einen Teil des Außenumfangs der Antriebsvorrichtung 6 (21 und 22).
Zusätzlich hat die Seitenwand 652 der Wärmesenke 651 Seitenwandoberflächen 655, welche in radial nach innen gerichtete Richtungen orientiert sind. Was die Seitenwandoberflächen 655 betrifft, ist eine Gesamtzahl von sechs Seitenwandoberflächen in der Umfangsrichtung gebildet. Die Wärmesenke 651 unterscheidet sich von der Wärmesenke 611 (8) in der oben beschriebenen Ausführungsform darin, dass die Seitenwandoberflächen 655 geneigt sind. Genauer sind die Seitenwandoberflächen 655 geneigt, um von der Mittellinie der Welle 401 zurückzuweichen, wenn sie von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 beabstandet sind.
Was die Wärmesenke 651 betrifft, sind die Halbleitermodule 531 bis 536 eines nach dem anderen an den Seitenwandoberflächen 655 angeordnet, welche in den radial nach innen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den jeweiligen Seitenwandoberflächen 655 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 655 mit Ebenen versehen und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 531 bis 536 sind demgemäß planar.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind, wie obenstehend beschrieben ist, an den jeweiligen Seitenwandoberflächen 655 der Wärmesenke 651 angeordnet, wodurch die Halbleitermodule hinsichtlich der Mittellinie der Welle 401 geneigt sind.
Jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt (20). Weiterhin hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (21 und 22).
Wie in 20 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 651 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 531 bis 536 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 531 bis 536 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind entlang den Halbleitermodulen geneigt. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 bis 536 in die radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 dahin durchtretend angeordnet ( 22). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt.
Die Antriebsvorrichtung 6 der sechsten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (3), (4), (6) bis (8) und (10) bis (13) der ersten Ausführungsform vor.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 6 die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 651 angeordnet. Dies vermeidet eine Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen von Kondensatoren 701 bis 706 in der Wärmesenke 651.
In der Antriebsvorrichtung 6 der vorliegenden Ausführungsform sind die Halbleitermodule 531 bis 536 geneigt. Demzufolge kann der physikalische Aufbau in der axialen Richtung kleiner gefertigt werden.
Weiterhin sind die Seitenwandoberflächen 655 geneigt, um von der Mittellinie der Welle 401 zurückzuweichen, wenn sie sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 trennen. Demzufolge ist, wenn die Wärmesenke 651 durch eine Gussverarbeitung bzw. Gießverarbeitung gebildet wird, die Verarbeitung relativ einfach durchzuführen.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 7 einer siebten Ausführungsform weist, wie in 23 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 541, 542, 543, 544, 545 und 546 auf.
Die Halbleitermodule 541 bis 546 sind an einer Wärmesenke 661 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 661 hat, wie in 23 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an einer Sektion bzw. einem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung im Wesentlichen eine halbkreisförmige Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 661 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte vorgesehen sein kann. Hier unterscheidet sich die Wärmesenke 661 von der Wärmesenke 621 der obenstehend beschriebenen Ausführungsform (11) darin, dass die radial nach außen gerichteten Wandoberflächen geneigt sind, um die Mittellinie der Welle 401 zu erreichen, wenn sie von dem Motorgehäuse 101 beabstandet sind. Wenn die Wärmesenke 661 als ein Ganzes gesehen wird, ist die Wärmesenke geformt wie eine abgestumpfte Pyramide, deren Boden auf der Seite des Motorgehäuses 101 platziert ist. Die Wärmesenke 661 hat Seitenwände 662 um die Mittellinie der Welle 401. Die Seitenwände 662 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 663 und 664 auf, welche diskontinuierliche bzw. unterbrochene Teile vorsehen.
Die Seitenwände 662 der Wärmesenke 661 weisen Seitenwandoberflächen 665 auf, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 665 sind konische Umfangsoberflächen und sind geneigt. Aufnahmeräume 666, welche sich zu dem säulenförmigen Raum in der Mitte öffnen, sind in den radial nach innen gerichteten Richtungen der Seitenwandoberflächen 665 gebildet.
Was die Wärmesenke 661 betrifft, sind die Halbleitermodule 541 bis 546 an den Seitenwandoberflächen 665 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Halbleitermodule 541 bis 546 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 665 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 665 konvex gekrümmte Oberflächen und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 531 bis 536 sind demzufolge konkav gekrümmte Oberflächen.
Zusätzlich sind, da die Halbleitermodule 541 bis 546 wie obenstehend beschrieben an den Seitenwandoberflächen 656 der Wärmesenke 661 angeordnet sind, die Halbleitermodule hinsichtlich der Mittellinie der Welle 401 geneigt.
Weiterhin hat jedes der Halbleitermodule 541 bis 546 den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, welcher dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 541 bis 546 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon, welche gegenüber dem Motorgehäuse 101 ist (24 und 25).
Wie in 23 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 auf derselben Seite der Halbleitermodule 541 bis 546 angeordnet, wie es die Wärmesenke 661 ist. Genauer sind die Kondensatoren in den Aufnahmeräumen 666 der Wärmesenke 661 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 541 bis 546 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 541 bis 546 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 541 bis 546 in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen. Demzufolge sind Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 (25) gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 diese durchtretend angeordnet ( 25). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Einsenkern gewickelt. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den ausgesparten bzw. eingekerbten Abschnitt 663 der Wärmesenke 661 (23) ausgeführt.
Die Antriebsvorrichtung 7 der vorliegenden Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (3) bis (6) und (8) bis (13) vor, welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders kann in der Antriebsvorrichtung 7, da die Halbleitermodule 541 bis 546 geneigt sind, der physikalische Aufbau in der axialen Richtung kleiner gefertigt werden.
Wenn als ein Ganzes betrachtet, ist die Wärmesenke 661 wie eine abgestumpfte Pyramide geformt. Zusätzlich sind die Seitenwandoberflächen 665 geneigt, um die Mittellinie der Welle 401 zu erreichen, wenn sie sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 trennen. Demzufolge wird, wenn die Wärmesenke 661 durch eine Gussverarbeitung gebildet wird, die Verarbeitung relativ einfach durchzuführen.
(Achte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 8 einer achten Ausführungsform weist, wie in 26 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535 und 536 auf.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind auf einer Wärmesenke 671 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 671 hat, wie in 26 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an bzw. auf der Sektion bzw. Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung im Wesentlichen eine trapezoide Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 671 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte gebildet werden kann. Hier unterscheidet sich die Wärmesenke 671 von der Wärmesenke 601 der obenstehend beschriebenen Ausführungsform (2) darin, dass die radial äußeren Wandoberflächen geneigt sind, um von der Mittellinie der Welle 401 zurückzuweichen, wenn sie sich von dem Motorgehäuse 101 trennen. Wenn die Wärmesenke 671 als ein Ganzes gesehen wird, ist die Wärmesenke wie eine abgestumpfte Pyramide geformt, deren obere Oberfläche, welche parallel zu einem Boden ist, an der Seite des Motorgehäuses 101 platziert ist. Die Wärmesenke 671 hat Seitenwände 672 um die Mittellinie der Welle 401 herum. Die Seitenwände 672 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 673 und 674 auf, welche unzusammenhängende Teile vorsehen.
Die Seitenwände 672 der Wärmesenke 671 weisen sechs Seitenwandoberflächen 675 auf, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 675 sind geneigt.
Was die Wärmesenke 671 betrifft, sind die Halbleitermodule 531 bis 536 an den Seitenwandoberflächen 675 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 675 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 675 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 531 bis 536 sind demzufolge planar.
Da die Halbleitermodule 531 bis 536 wie obenstehend beschrieben an den Seitenwandoberflächen 675 der Wärmesenke 671 angeordnet sind, sind die Halbleitermodule hinsichtlich der Mittellinie der Welle 401 geneigt.
Weiterhin hat jedes Halbleitermodul 531 bis 536 einen Spulenanschluss an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt (27 und 28). Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenwandoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (27 und 28).
Wie in 26 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 671 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 531 bis 536 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 531 bis 536 angeordnet. Die Kondensator 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind entlang den Halbleitermodulen 531 bis 536 geneigt. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 bis 536 in der radial nach außen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt (28).
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle durch diese hindurchtretend angeordnet (28). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den ausgesparten Abschnitt 673 der Wärmesenke 671 ausgeführt.
Die Antriebsvorrichtung 8 der achten Ausführungsform weist die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (3), (4) und (6) bis (13), welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind, auf.
Insbesondere kann in der Antriebsvorrichtung 8, da die Halbleitermodule 531 bis 536 geneigt sind, der physikalische Aufbau in der axialen Richtung kleiner gefertigt werden.
Zusätzlich sind die Seitenwandoberflächen 675 der Wärmesenke 671 geneigt, um von der Mittellinie der Welle 401 zurückzuweichen, wenn sie sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 trennen. Demzufolge kann ein Raum an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erhalten werden.
Weiterhin sind in der Antriebsvorrichtung 8 Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 671 angeordnet. Dies vermeidet die Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen von Kondensatoren 701 bis 706 in der Wärmesenke 671.
(Neunte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 9 einer neunten Ausführungsform weist, wie in 29 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505 und 506 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 501 bis 506 voneinander werden in 29 die Bezugszeichen verwendet, um diese 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 zu bezeichnen.
Hierin sind die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 501 bis 503 und die drei U2-bis W2-Halbleitermodule 504 bis 506 durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben die Verbindungsfunktion und dienen als die Stromleitung.
In der neunten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung 9 keine Wärmesenke auf.
Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (30).
Die Steueranschlüsse 599 sind in Durchgangslöcher in der bedruckten Leiterplatte 801 eingeführt und dann gelötet. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind umfangsmäßig angeordnet, so dass die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 wird und in der radialen Richtung orientiert ist. Die bedruckte Leiterplatte 801 ist, wie in 30 und in 31 gezeigt ist, an die distalen Enden von zwei Abstandshaltern 681 und 682 geschraubt, welche an dem Motorgehäuse 101 parallel mit der Mittellinie der Welle 401 angeordnet sind. Demzufolge sind die Halbleitermodule 501 bis 506 hinsichtlich des Motorgehäuses 101 positioniert.
Wie in 29 gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den radial inneren Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 501 bis 506 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 501 bis 506 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie 401 werden. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 bis 506 in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Antriebsvorrichtung 9 der neunten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (3) und (10) bis (14) vor, welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders ist die neunte Ausführungsform in einem Fall vorteilhaft, in dem die Leistungsaufnahme begrenzt ist und eine Wärmeabstrahlung von den Halbleitermodulen 501 bis 506 beschränkt ist.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 10 einer zehnten Ausführungsform weist, wie in 32 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535 und 536 auf. Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind auf einer Wärmesenke 691 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 691 hat, wie in 32 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an dem Abschnitt bzw. der Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung eine rechtwinklige Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind, als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Die Wärmesenke 691 hat Seitenwände 692 um die Mittellinie der Welle 401 herum.
Die Seitenwände 692 der Wärmesenke 691 weisen vier Seitenwandoberflächen 695 auf, welche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 und parallel zueinander sind.
Die sechs Halbleitermodule 531 bis 536 sind an den Seitenwandoberflächen 695 der Wärmesenke 691 angeordnet. Genauer sind insgesamt vier Halbleitermodule an den zwei inneren Seitenwandoberflächen 695 aus den vier Seitenwandoberflächen 695 angeordnet, wobei zwei der vier Halbleitermodule an jeder inneren Seitenwandoberfläche 696 sind. Zwei Halbleitermodule insgesamt sind an den zwei äußeren Seitenwandoberflächen 695 angeordnet, wobei eines der zwei Halbleitermodule an jeder äußeren Seitenwandoberfläche ist.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 695 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 533 bis 536 sind demgemäß planar. Zusätzlich sind die Halbleitermodule 531 bis 536 derart angeordnet, dass die Halbleitermodule an den äußeren Seiten der Seitenwände 692 und die Halbleitermodule an den inneren Seiten der Seitenwände 692 sind voneinander abweichend aus der Furcht, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen präzise gegenüberliegend voneinander mit jeder der Seitenwände 692 zwischen ihnen sein könnten.
Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 (33 und 34) gegenüberliegt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (32).
Wie in 32 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 691 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 531 bis 536 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 531 bis 536 angeordnet. Die Kondensatoren sind in der säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 sind. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse der Halbleitermodule 531 bis 536 zu den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber den Seitenwandoberflächen 695 gebogen sind, die Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Antriebsvorrichtung 10 der zehnten Ausführungsform sieht dieselben Vorteile wie die Vorteil (1) bis (4), (6), (7) und (10) bis (13) vor, welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
(Elfte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 11 einer elften Ausführungsform weist, wie in 35 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535 und 536 auf. Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind an einer Wärmesenke 901 montiert, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 901 hat, wie in 35 gezeigt ist, eine Seitenwand 902, welche sich radial von der Mitte unter Intervallen von 120 Grad erstreckt. Die sich radial erstreckende Seitenwand 902 hat zwei Seitenwandoberflächen 905 auf beiden Seiten davon. Demzufolge sind insgesamt sechs Seitenwandoberflächen 905 gebildet.
Die sechs Halbleitermodule 531 bis 536 sind an den Seitenwandoberflächen 905 der Wärmesenke 901 angeordnet.
Die Halbleitermodule 531 bis 536 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit denselben an der Oberfläche 905 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 905 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 531 bis 536 sind demzufolge planar.
Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 531 bis 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (37).
Wie in 35 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 531 bis 536 gegenüber der Wärmesenke 641 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 531 bis 536 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 531 bis 536 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 bis 536 zu den Seiten davon gegenüber der Seitenwandoberfläche 905 gebogen sind, die Anschlüsse der Kondensatoren direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt (37).
Die Antriebsvorrichtung 11 der elften Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4), (6), (7) und (10) bis (13) vor, welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
(Zwölfte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 12 einer zwölften Ausführungsform weist, wie in 38 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 551, 552, 553, 554, 555 und 556 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 551 bis 556 voneinander werden die Bezugszeichen in 38 verwendet, um diese als das U1-Halbleitermodul 551, das V1-Halbleitermodul 551, das W1-Halbleitermodul 553, das U2-Halbleitermodul 554, das V2-Halbleitermodul 555 und das W2-Halbleitermodul 556 zu bezeichnen.
Hierin sind die drei U1- bis W1-Halbleitermodule 551 bis 553 und die drei U2-bis W2-Halbleitermodule 554 bis 556 durch die Sammelschienen 507 miteinander ver- bunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben die Verbindungsfunktion und dienen als die Stromleitung.
Die Halbleitermodule 551 bis 556 sind an einer Wärmesenke 911 montiert, welche in dergleichen Richtung wie die Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Form der Wärmesenke 911 an bzw. auf der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung ist, wie in 38 gezeigt ist, eine zylindrische Form und ein prismatischer Raum ist intern gebildet. In anderen Worten gesagt hat die Wärmesenke 911 eine Seitenwand 912 um die Mittellinie der Welle 401. In diesem Fall bildet die externe Wandoberfläche der Wärmesenke911 einen Teil des Außenumfangs der Antriebsvorrichtung 12 (39 und 40). Zusätzlich weist die Seitenwand 912 der Wärmesenke 911 Seitenwandoberflächen 915 auf, welche in radial nach innen gerichtete Richtungen orientiert sind. Was die Seitenwandoberflächen 915 betrifft, ist eine Gesamtzahl von sechs Seitenwandoberflächen in der Umfangsrichtung gebildet.
Was die Wärmesenke 911 betrifft, sind die Halbleitermodule 551 bis 556 eines nach dem anderen an den Seitenwandoberflächen 915 angeordnet, welche in den radial nach innen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Halbleitermodule 551 bis 556 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 915 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 915 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 551 bis 556 sind demzufolge auch planar.
Da die Halbleitermodule 551 bis 556 wie obenstehend beschrieben ist, an den Seitenwandoberflächen 915 der Wärmesenke 911 angeordnet sind, ist die vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine bedruckte Leiterplatte 802 an den Seiten der Halbleitermodule 551 bis 556 näher zu dem Motorgehäuse 110 angeordnet. Demzufolge hat anders als bei den oben beschriebenen Ausführungsformen jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an den Seitenenden davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101 ( 40). Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 einen Spulenanschluss 508 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Demzufolge sind Leiterdrähte 206 von Wicklungen 205 durch die Seitenwand 912 der Wärmesenke 911 durchgeführt und zu dem Ende der Wärmesenke 911 ausgeführt.
Wie in 38 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 551 bis 556 gegenüber der Wärmesenke 911 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in der Nähe der Halbleitermodule 551 bis 556 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 551 bis 556 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Wellenform und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 551 bis 556 in die radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, die Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 dieselbe durchdringend angeordnet. Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt.
Die Antriebsvorrichtung 12 der zwölften Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14) vor, welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders in der Antriebsvorrichtung 12 sind die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 551 bis 556 gegenüber der Wärmesenke 911 angeordnet. Dies vermeidet die Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen für die Kondensatoren 701 bis 706 in der Wärmesenke 911.
(Dreizehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 13 einer dreizehnten Ausführungsform hat, wie in 42 gezeigt ist, denselben Aufbau wie die Antriebsvorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform (8 bis 10). Besonders weist die Antriebsvorrichtung 13 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505 und 506 auf. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind an der Wärmesenke 611 angebracht,die in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist. Zusätzlich sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 gegenüber der Wärmesenke 611 angeordnet. Zusätzlich ist die Drosselspule 52 mit der Welle 401 diese durchtretend angeordnet.
Die Antriebsvorrichtung 13 unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 2 darin, dass die Leistungsschaltung 50 an der Seite eines Ausgabeendes 403 der Welle 401 konfiguriert bzw. angeordnet ist.
Die Antriebsvorrichtung 13 der dreizehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14) vor, welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 13 die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 gegenüber der Wärmesenke 611 angeordnet. Dies vermeidet die Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen für die Kondensatoren 701 bis 706 in der Wärmesenke 611.
(Vierzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 14 einer vierzehnten Ausführungsform hat, wie in 45 gezeigt ist, nahezu denselben Aufbau wie die Antriebsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform (2 bis 6). Besonders weist die Antriebsvorrichtung sechs Halbleitermodule 561, 562, 563, 564, 565 und 566 auf. Die Halbleitermodule 561 bis 566 sind auf der Wärmesenke 601 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist. Zusätzlich sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an denselben Seiten der Halbleitermodule 561 bis 566 angeordnet, wie es die Wärmesenke 601 ist. Eine Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 dadurch hindurchtretend angeordnet (47).
Die Antriebsvorrichtung 14 unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 1 in dem Aufbau der Halbleitermodule 561 bis 566. In der vorliegenden Erfindung hat jedes der Halbleitermodule 561 bis 566, wie in 47 gezeigt ist, ICs 567 und andere auf einem Metallsubstrat 568 angebracht. Die ICs 567 sind durch ein Eingießen von Halbleiterchips mit einem Harz bzw. Kunstharz gebildet.
Hierin hat jedes der Halbleitermodule 561 bis 566 einen Spulenanschluss 508 an der Seite des Motorgehäuses 101 davon, und sechs Steueranschlüsse 509 an der Seite davon gegenüber der Seite des Motorgehäuses 101 (45 und 47).
Die Antriebsvorrichtung 14 der vierzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (13), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders da das Metallsubstrat 568 eingesetzt wird, ist die Antriebsvorrichtung 14 exzellent in der Wärmeabstrahlungsleistung.
(Fünfzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 15 der fünfzehnten Ausführungsform ist, wie in 48 gezeigt ist, nahezu vom selben Aufbau wie die Antriebsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform (2 bis 6). Besonders weist die Antriebsvorrichtung 15 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505 und 506 auf. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind an der Wärmsenke 601 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist. Zusätzlich sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an denselben Seiten der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet, wie es die Wärmesenke 601 ist.
Die Antriebsvorrichtung 15 unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 1 darin, dass die Welle 401 sich weder in Richtung eines elektronischen Steuereinheitsteils erstreckt noch durch die Drosselspule 52 hindurchtritt.
Die Antriebsvorrichtung 15 der fünfzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (14) vor, welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind.
(Sechzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 16 einer sechzehnten Ausführungsform ist, wie in 51 gezeigt, konstruiert, um nur eine Inverterschaltung 60, welche in 1 gezeigt ist, aufzuweisen.
Demzufolge weist die Antriebsvorrichtung 16 drei Halbleitermodule 571, 572 und 573 auf. Die Halbleitermodule 571 bis 573 sind durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um eine Moduleinheit zu bilden.
Die Halbleitermodule 571 bis 573 sind an einer Wärmesenke 121 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 921 hat, wie in 51 gezeigt ist, einen säulenförmigen Teil, dessen Form an bzw. auf der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung im Wesentlichen eine trapezoide Form ist, welcher an einer Seite der Mittellinie der Welle 401 gebildet ist. Zusätzlich hat die Wärmesenke 921 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher von der Mitte der Welle 401 ausgeschnitten ist. Die Wärmesenke 921 hat eine Seitenwand 922.
Die Seitenwand 922 weist Seitenwandoberflächen 925 auf, welche in der radial nach außen gerichteten Richtung orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 925 sind planar und die drei Seitenwandoberflächen sind in der Umfangsrichtung gebildet, um radial nach außen zu zeigen. Aufnahmeräume 926 sind in den radial nach innen gerichteten Richtungen der jeweiligen Seitenwandoberflächen 925 gebildet.
Was die Wärmesenke 921 betrifft, sind die Halbleitermodule 571 bis 573 an den Seitenwandoberflächen 925, welche in der radial nach außen gerichteten Richtung orientiert sind, angeordnet. Die Halbleitermodule 571 bis 573 sind derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 925 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 925 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 571 bis 573 sind demzufolge planar.
Da die Halbleitermodule 571 bis 573 wie obenstehend beschrieben an den Seitenwandoberflächen 925 der Wärmesenke 921 angeordnet sind, sind Halbleiterchipoberflächen rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
Jedes der Halbleitermodule 571 bis 573 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Die Spulenanschlüsse 508 klammern bzw. ergreifen Leiterdrähte 207, welche von drei Punkten an der Endwand 106 des Motorgehäuses 105 ausgeführt sind und demnach elektrisch mit den Leiterdrähten 207 gekoppelt sind (51 und 52). Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 571 bis 573 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (53).
Wie in 51 und anderen gezeigt ist sind drei Kondensatoren 711, 712 und 713 an denselben Seiten der Halbleitermodule 571 bis 573 angeordnet, wie es die Wärmesenke 921 ist. Genauer sind die Kondensatoren in den Aufnahmeräumen 926 der Wärmesenke 921 angeordnet.
Die Kondensatoren 711 bis 713 sind in der Nähe der Halbleitermodule 571 bis 573 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 571 bis 573 angeordnet. Die Kondensatoren 711 bis 713 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 sind. Da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 571 bis 573 in die radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, sind Anschlüsse der Kondensatoren 711 bis 713 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 dieselbe durchtretend angeordnet ( 53). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt.
Die Antriebsvorrichtung der sechzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (14), welche in Bezug zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind, vor.
(Siebzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 17 einer siebzehnten Ausführungsform hat, wie in 54 gezeigt ist, nahezu den gleichen Aufbau wie ihn die Antriebsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform (2 bis 6) hat. Besonders weist die Antriebsvorrichtung 17 sechs Halbleitermodule 581, 582, 583, 584, 585 und 586 auf. Die Halbleitermodule 581 bis 586 sind an einer Wärmesenke 931 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist. Zusätzlich sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an denselben Seiten der Halbleitermodule 581 bis 586 angeordnet, wie es die Wärmesenke 931 ist.
Die Antriebsvorrichtung 17 unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 1 darin, dass die Achsen der Kondensatoren 701 bis 706 rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401 sind. Kurz gesagt sind die zylindrischen Kondensatoren 701 bis 706 seitwärts platziert. Demzufolge weist die Wärmesenke 931 Aufnahmeräume 936 auf, deren Form an bzw. auf der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung eine rechtwinklige Form ist, an einem Ende in der axialen Richtung. In diesem Fall sind Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt auf die Sammelschienen 507 gekoppelt, welche als die Stromleitung dienen. Zusätzlich ist jede der Endseiten der Halbleitermodule 581 bis 586 gegenüber dem Motorgehäuse nicht mit Kondensatoranschlüssen vorgesehen sondern alleine mit sechs Steueranschlüssen 509 (56).
Die Antriebsvorrichtung 17 der siebzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2) und (4) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 17 die Kondensatoren 701 bis 706 seitlich in der Nähe der Halbleitermodule 501 bis 506 platziert. Demzufolge ist es, obwohl die Aufnahmeräume 936 in der Wärmesenke 931 gebildet sind, nicht notwendig, beim Bilden der Aufnahmeräume 906 tief in die axiale Richtung abzutragen verglichen damit, wenn die Aufnahmeräume 606 der oben beschriebenen Ausführungsform ( 2) gebildet werden. Demzufolge kann eine Verschlechterung in der Wärmeabstrahlungsleistung der Wärmesenke 931 unterdrückt werden. Zusätzlich sind die Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den Sammelschienen 507 der Halbleitermodule 581 bis 586 gekoppelt. Demzufolge können Verdrahtungen zwischen den Halbleitermodulen 581 bis 586 und den Kondensatoren 701 bis 706 so kurz wie möglich hergestellt werden und die Funktion der Kondensatoren 701 bis 706 kann vollständig eingebracht werden. Zusätzlich können, da die Kondensatoren 701 bis 706 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 581 bis 586 angeordnet sind, die Kapazität der Kondensatoren 701 bis 706 relativ klein gefertigt werden. Eventuell kann die physikalische Konfiguration bzw. der physikalische Aufbau der Kondensatoren 701 bis 706 gedämpft bzw. unterdrückt werden.
(Achtzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 18 einer achtzehnten Ausführungsform hat, wie in 57 gezeigt ist, nahezu denselben Aufbau wie die Antriebsvorrichtung 17 der siebzehnten Ausführungsform (54 bis 56). Besonders weist die Antriebsvorrichtung 18 sechs Halbleitermodule 581, 582, 583, 584, 585 und 586 auf. Die Halbleitermodule 581 bis 586 sind an einer Wärmesenke 941 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist. Zusätzlich sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 seitwärts an den Halbleitermodulen 581 bis 586 platziert.
Die Antriebsvorrichtung 18 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Antriebsvorrichtung 17 in einem Punkt, dass die Kondensatoren 701 bis 706 an den Seiten gegenüber der Wärmesenke 941 angeordnet sind. Besonders sind die Kondensatoren 701 bis 706 an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 581 bis 586 angeordnet. In diesem Fall sind Anschlüsse der Kondensator 701 bis 706 direkt mit Sammelschienen 507, welche als eine Stromleitung dienen gekoppelt. Jede der Motorgehäusegegenseiten der Halbleitermodule 581 bis 586 ist nicht mit Kondensatoranschlüssen vorgesehen, sondern ist allein mit sechs Steueranschlüssen 509 vorgesehen (59).
Die Antriebsvorrichtung 18 der achtzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2) und (4) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 18 die Kondensatoren 701 bis 706 seitlich in der Nähe der Halbleitermodule 581 bis 586 platziert. Zusätzlich sind die Kondensatoren an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 581 bis 586 angeordnet. Dies vermeidet die Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen in der Wärmesenke 941. Zusätzlich sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den Sammelschienen 507 der Halbleitermodule 581 bis 586 gekoppelt. Demzufolge können Verdrahtungen zwischen den Halbleitermodulen 581 bis 586 und den Kondensatoren 701 bis 706 so kurz wie möglich gefertigt werden und die Funktion der Kondensatoren 701 bis 706 kann vollständig eingebracht bzw. geboten werden. Zusätzlich kann, da die Kondensatoren 701 bis 706 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 581 bis 586 angeordnet sind, die Kapazität der Kondensatoren 701 bis 706 relativ klein gefertigt werden. Eventuell kann die physikalische Konfiguration bzw. der physikalische Aufbau der Kondensatoren unterdrückt werden.
(Neunzehnte Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 19 einer neunzehnten Ausführungsform weist sechs Halbleitermodule 591, 592, 593, 594, 595 und 596 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 591 bis 596 voneinander werden die Bezugszeichen in 60 verwendet, um diese als das U1-Halbleitermodul 591, das V1-Halbleitermodul 592, das W1-Halbleitermodul 593, das U2-Halbleitermodul 594, das V2-Halbleitermodul 595 und das W2-Halbleitermodul 596 zu bezeichnen.
Hierin sind die drei U1- bis W-Halbleitermodule 591 bis 593 und die drei U2- bis W2-Halbleitermodule 594 bis 596 durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um Moduleinheiten zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben die Verbindungsfunktion und dienen als die Stromleitung.
Die Halbleitermodule 591 bis 596 sind an einer Wärmesenke 951 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Innenwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Form der Wärmesenke 951 auf bzw. an der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung ist, wie in 60 gezeigt ist, eine im Wesentlichen hexagonale bzw. zehneckige säulenförmige Form und ein säulenförmiger Raum ist intern gebildet. In einer Seitenwand 952 der Wärmesenke 951 ist ein eingekerbter bzw. ausgesparter Abschnitt 953 gebildet, welcher einen diskontinuierlichen bzw. unterbrochenen Teil bildet. Zusätzlich hat, da die Form an bzw. auf der Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung die im Wesentlichen hexagonale säulenförmige Form ist die Seitenwand 952 eine Gesamtzahl von sechs Seitenwandoberflächen 955, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen in der Umfangsrichtung orientiert sind.
Was die Wärmesenke 951 betrifft, sind die Halbleitermodule 591 bis 596 eins nach dem anderen an den Seitenwandoberflächen 955, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind, angeordnet. Hierin sind die Halbleitermodule 591 bis 596 derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 955 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 955 mit Ebenen realisiert und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 591 bis 596 sind demzufolge planar.
Das die Halbleitermodule 591 bis 596 wie obenstehend beschrieben an den Seitenwandoberflächen 955 der Wärmesenke 951 angeordnet sind, ist die vertikale Linie zu jeder von Halbleiterchipoberflächen rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
Jedes der Halbleitermodule 591 bis 596 hat Kondensatoranschlüsse 510 an dem Seitenende davon, welches dem Motorgehäuse 101 gegenüberliegt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 591 bis 596 neun Anschlüsse 509 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (62).
Wie in 60 und anderen gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 an den Seiten der Halbleitermodule 591 bis 596 gegenüber der Wärmesenke 951 angeordnet. Besonders sind die Kondensatoren 701 bis 706 an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 591 bis 596 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind angebracht unter Verwendung von zugeordneten Klammern 721.
Die Kondensatoren 701 bis 706 sind mit jedem der Halbleitermodule 591 bis 596 in einer 1-zu-1-Übereinstimmung mit den Halbleitermodulen 591 bis 596 angeordnet. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Zusätzlich sind Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 591 bis 596 gekoppelt.
Zusätzlich ist die Drosselspule 52 mit der Welle 401 durch diese hindurchtretend angeordnet. Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um einen Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt. Hierin ist das Spulenende der Drosselspule 52 in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den eingekerbten bzw. ausgesparten Abschnitt 953 der Wärmesenke 951 (60) ausgeführt.
Die Antriebsvorrichtung 19 der neunzehnten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1) bis (4) und (6) bis (14) vor, welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind.
Besonders sind in der Antriebsvorrichtung 19 die Kondensatoren 701 bis 706 an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 591 bis 596 angeordnet. Dies vermeidet die Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen für die Kondensatoren 701 bis 706 in der Wärmesenke 951.
(Zwanzigste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 20 einer zwanzigsten Ausführungsform ist, wie in 63 gezeigt ist ähnlich zu der Antriebsvorrichtung 16 der oben beschriebenen Ausführungsform (51 bis 53) und weist nur die Inverterschaltung 60, welche in 1 gezeigt ist auf. Demzufolge weist die Antriebsvorrichtung 16 drei Halbleitermodule 1001, 1002 und 1003 auf. Die drei Halbleitermodule 1001 bis 1003 sind durch die Sammelschienen 507 miteinander verbunden, um eine Moduleinheit zu bilden.
Die Antriebsvorrichtung 20 unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 16 der oben beschriebenen Ausführungsform darin, dass die Kondensatoren 711, 712 und 713 seitwärts an den radial äußeren Seiten der Halbleitermodule 1001 bis 1003 platziert sind. Demzufolge sind an einer Seitenwand 962 der Wärmesenke 961 Aufnahmeräume, in welchen die Kondensatoren 711 bis 713 aufgenommen sind, nicht gebildet. Zusätzlich sind Anschlüsse der Kondensatoren 711 bis 713 direkt an die Sammelschienen 507 gekoppelt, durch welche die Halbleitermodule 1001 bis 1003 miteinander verbunden sind. Demzufolge haben die Halbleitermodule 1001 bis 1003 keinen Kondensatoranschluss.
Die Antriebsvorrichtung 20 der zwanzigsten Ausführungsform sieht dieselben Vorteile wie die Vorteile (1) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
(Einundzwanzigste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 21 einer einundzwanzigsten Ausführungsform weist, wie in 66 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 1101, 1102, 1103, 1104, 1105 und 1106 auf. Zum Unterscheiden der Halbleitermodule 1101 bis 1106 voneinander werden die Bezugszeichen in 66 verwendet, um diese als das U1-Halbleitermodul 1101, das V1-Halbleitermodul 1102, das W1-Halbleitermodul 1103, das U2-Halbleitermodul 1104, das V2-Halbleitermodul 1105 und das W2-Halbleitermodul 1106 zu bezeichnen.
Die Halbleitermodule 1101 bis 1106 sind an einer Wärmesenke 971 angebracht, welche in dergleichen Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 971 hat, wie in 66 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an bzw. auf dem Abschnitt bzw. der Sektion rechtwinklig zu der axialen Richtung im Wesentlichen eine trapezoide Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 971 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte gebildet werden kann. Die Wärmesenke 971 hat Seitenwände 972 um die Mittellinie der Welle 401. Die Seitenwände 972 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 973 und 974 auf, welche diskontinuierliche bzw. unterbrochene Teile vorsehen.
Zusätzlich weisen die Seitenwände 972 der Wärmesenke 971 Seitenwandoberflächen 975 auf, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 971 sind planar. Zusätzlich sind vier Aufnahmeräume 976, 977, 978, 979, welche sich in den säulenförmigen Raum in der Mitte öffnen in radial nach innen gerichteten Richtungen der Seitenwandoberflächen 975 gebildet. Genauer weisen die Seitenwände 972 der Wärmesenke 971 zwei säulenförmige Teile auf deren Form an der Sektion bzw. dem Absatz rechtwinklig zu der axialen Richtung eine trapezoide Form ist. Hierin sind die zwei Aufnahmeräume 976 und 977 in eiem der säulenförmigen Teile gebildet und die zwei verbleibenden Aufnahmeräume 978 und 979 sind in dem anderen säulenförmigen Teil gebildet. Die Aufnahmeräume 976 bis 979 sind derart geformt, dass jede der bogenähnlichen internen Oberflächen davon an einer Position platziert ist, welche mit der Grenze zwischen den nebeneinander liegenden Seitenwandoberflächen 975 zusammenfallen.
Was die Wärmesenke 971 betrifft, sind die Halbleitermodule 1101 bis 1106 an den Seitenwandoberflächen 975 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Hierin sind die Halbleitermodule 1101 bis 1106 derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 975 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 975 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 1101 bis 1106 sind demzufolge planar.
Zusätzlich sind, da die Halbleitermodule 1101 bis 1106 wie obenstehend beschrieben, an den Seitenwandoberflächen 975 der Wärmesenke 971 angebracht sind Halbleiteroberflächen davon rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
Jedes der Halbleitermodule 1101 bis 1106 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 1101 bis 1106 sechs Steueranschlüsse 509 und den Kondensatoranschluss 510 oder Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenwandoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (6). Hierin hat jedes der U1-, U2-, W1- und W2-Halbleitermodule 1101, 1104, 1103 und 1106 einen Kondensatoranschluss 510. Im Gegensatz dazu hat jedes der V1- und V2-Halbleitermodule 1102 und 1105 zwei Kondensatoranschlüsse 510.
Wie in 66 und anderen gezeigt ist, sind vier Kondensatoren 721, 722, 723 und 724 an denselben Seiten der Halbleitermodule 1101 bis 1106 angeordnet, wie es die Wärmesenke 971 ist. Genauer sind die Kondensatoren in den Aufnahmeräumen 976 bis 979 der Wärmesenke 971 angeordnet.
Die Kondensatoren 721 bis 724 sind in der Nähe der Halbleitermodule 1101 bis 1106 angeordnet. Die Kondensatoren 721 bis 724 sind in einer säulenförmigen Form und sind derart angeordnet, dass die Achsen davon parallel zu der Mittellinie der Welle 401 werden. Die Kondensatoren 721 bis 724 sind an Positionen platziert, welche äquidistant von nebeneinanderliegenden Halbleitermodulen 1101 bis 1106 sind. Zusätzlich sind, da die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 1101 bis 1106 in den radial nach innen gerichteten Richtungen gebogen sind, Anschlüsse der Kondensatoren 721 bis 724 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 gekoppelt. Genauer ist das mittlere Halbleitermodul 1102 oder 1105 der drei Halbleitermodule aus den Halbleitermodulen 1101 bis 1106, welche durch die Sammelschienen verbunden sind, mit den zwei Kondensatoranschlüssen 510 an beiden Seiten in einer breiten Richtung vorgesehen und es hat die Steueranschlüsse 509 zwischen den Kondensatoranschlüssen 510 dazwischenliegend. Die Halbleitermodule 1101 und 1103 oder Halbleitermodule 1104 und 1106, welche an beiden Seiten der drei Halbleitermodule aus den Halbleitermodulen 1101 bis 1106 platziert sind sind mit einem Kondensatoranschluss 510 auf einer Seite in der Breitenrichtung (der Seite nahe zu dem angrenzenden Modul) vorgesehen.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von den anderen Ausführungsformen im elektrischen Aufbau bzw. der elektrischen Konfiguration. Genauer weist die Inverterschaltung 60, welche in 1 gezeigt ist, drei Halbleitermodule und zwei Kondensatoren auf. Die Kondensatoren können parallel zwischen der Stromleitung und der Masse für die Halbleitermodule verbunden sind. Demzufolge kann die Inverterschaltung konfiguriert sein unter Verwendung von zwei Kondensatoren, obwohl die Kapazität der Kondensatoren angepasst werden muss. Die Inverterschaltung kann konfiguriert sein unter Verwendung eines Kondensators.
Die Drosselspule 52 ist mit der Welle 401 durch diese hindurchtretend angeordnet (68). Die Drosselspule 52 hat den Spulendraht um den Doughnut-förmigen Eisenkern gewickelt. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist in der radial nach außen gerichteten Richtung durch den eingekerbten bzw. ausgesparten Abschnitt 973 der Wärmesenke 971 ausgeführt (66).
Die Antriebsvorrichtung 23 der einundzwanzigsten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2) und (4) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders sollte, da die Antriebsvorrichtung 21 die vier Kondensatoren 721 bis 724 aufweist nur die vier Aufnahmeräume 976 in der Wärmesenke 971 gebildet werden. Eventuell kann eine Verschlechterung in der Wärmeabstrahlungsleistung der Wärmesenke 971 unterdrückt werden.
(Zweiundzwanzigste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 22 einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform weist, wie in 69 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 und 1206 auf. Die Halbleitermodule 1201 bis 1206 sind an einer Wärmesenke 941 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Wärmesenke 941 hat, wie in 69 gezeigt ist, zwei säulenförmige Teile, deren Form an bzw. auf der Sektion bzw. dem Abschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung eine im Wesentlichen trapezoide Form ist, welche nebeneinander angeordnet sind als ob sie die Mittellinie der Welle 401 sandwichartig einschließen. Weiterhin hat die Wärmesenke 941 einen vorbestimmten Radiusabschnitt davon, welcher ausgeschnitten ist, so dass ein säulenförmiger Raum in der Mitte gebildet werden kann. Die Wärmesenke 41 hat Seitenwände 942 um die Mittellinie der Welle 401. Die Seitenwände 942 weisen zwei eingekerbte bzw. ausgesparte Abschnitte 943 und 944 auf, welche diskontinuierliche bzw. unterbrochene Teile vorsehen. Die Seitenwände 942 der Wärmesenke 941 weisen Seitenwandoberflächen 945 auf, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Die Seitenwandoberflächen 945 sind planar.
Was die Wärmesenke 941 betrifft, sind die Halbleitermodule 1201 bis 1206 an den Seitenwandoberflächen 945 angeordnet, welche in den radial nach außen gerichteten Richtungen orientiert sind. Hierin sind die Halbleitermodule 1201 bis 1206 derart angeordnet, dass die Wärmeabstrahlungsoberflächen davon in Kontakt mit den Seitenwandoberflächen 945 sind. Hier sind die Seitenwandoberflächen 945 planar und die Wärmeabstrahlungsoberflächen der Halbleitermodule 1201 bis 1206 sind demzufolge planar.
Zusätzlich sind, da die Halbleitermodule 1201 bis 1206 wie obenstehend beschrieben an den Seitenwandoberflächen 945 der Wärmesenke 941 angeordnet sind, die Halbleiteroberflächen rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401.
Weiter hat jedes der Halbleitermodule 1201 bis 1206 den Spulenanschluss 508 an der Endseite davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Zusätzlich hat jedes Halbleitermodule 1201 bis 1206 Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (69). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit leitfähigen Bauteilen 811 und 812 gekoppelt, welche radial nach innen gerichtet angeordnet sind.
In einem zylindrischen Raum, welcher in der Mitte der Wärmesenke 941 gebildet ist, sind acht Kondensatoren 731, 732, 733, 734, 735, 736, 737 und 738 angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren um die Welle 401 entlang den internen Oberflächen der Seitenwände 942 der Wärmesenke 941 angeordnet (71). Demnach sind in der vorliegenden Ausführungsform die acht Kondensatoren 731 bis 738 für die sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 eingeschlossen.
Die Kondensatoranschlüsse 510 sind mit den leitfähigen Bauteilen 811 und 812 gekoppelt. Die leitfähigen Bauteile 811 und 812 weisen dünne, Ring-geformte ringförmige Teile 811a und 812a und Verbindungsstücke 811b und 812b auf, welche von den ringförmigen Teilen in die radial nach außen gerichteten Richtungen erstreckt sind. Die Verbindungsteile 811b und 812b sind parallel miteinander in Richtung der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 erstreckt. Die leitfähigen Bauteil 811 und 812 werden angeordnet während sie voneinander in der axialen Richtung isoliert sind. Das leitfähige Bauteil 811 ist weiter von dem Motorgehäuse 101 angeordnet und das andere leitfähige Bauteil 812 ist näher zu dem Motorgehäuse 101 angeordnet.
Einer der Anschlüsse jeder der Kondensatoren 731 bis 738 ist mit dem leitfähigen Bauteil 811 gekoppelt und der andere Anschluss davon ist mit dem anderen leitfähigen Bauteil 812 gekoppelt (69 und 72). Die Verbindungsstücke 811b und 812b der leitfähigen Bauteile 811 und 812 sind mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 1201 bis 1206 gekoppelt. Genauer sind eine der Kondensatoranschlüsse 510 mit den Verbindungsbauteilen 811b des leitfähigen Bauteils 811 gekoppelt und die anderen Kondensatoranschlüsse 510 sind mit den Verbindungsstücken 812b des anderen leitfähigen Bauteils 812 gekoppelt. Demzufolge sind über das leitfähige Bauteil 811 einer der Kondensatoranschlüsse 510 der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 mit einem der Anschlüsse der acht Kondensatoren 731 bis 738 verbunden. Über das andere leitfähige Bauteil 812 sind die anderen Kondensatoranschlüsse 510 der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 mit den anderen Anschlüssen der acht Kondensatoren 731 bis 738 verbunden.
Die zweiundzwanzigste Ausführungsform ist von den anderen Ausführungsformen in der elektrischen Konfiguration bzw. dem elektrischen Aufbau unterschiedlich. Genauer sind die Halbleitermodule 1201 bis 1206 und die acht Kondensatoren 731 bis 738, welche die Inverterschaltungen 60 und 68, welche in 1 gezeigt sind, aufbauen, gleichmäßig über die leitfähigen Bauteile 811 und 812 verdrahtet. Anders als in den anderen Ausführungsformen, in welchen die Kondensatoren direkt mit den Halbleitermodulen verbunden sind, kann eine gleiche Kondensatorleistung für die Halbleitermodule ohne Weiteres vorgesehen sein unabhängig von der Anzahl der Kondensatoren oder der Größe davon. Demzufolge kann die Inverterschaltung aufgebaut sein unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von Kondensatoren, obwohl eine Anpassung der Kapazität benötigt wird.
Die Antriebsvorrichtung 22 der zweiundzwanzigsten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders da die Antriebsvorrichtung 22 die acht Kondensatoren 731 bis 738 aufweist, kann die physikalische Konfiguration der Kondensatoren 731 bis 738 kleiner gefertigt werden. Demzufolge können die Kondensatoren angeordnet werden ohne der Notwendigkeit des Bildens von Aufnahmeräumen in der Wärmesenke 941 und eine Verschlechterung in der Wärmeabstrahlungsleistung der Wärmesenke 941 kann unterdrückt werden.
(Dreiundzwanzigste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 23 einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform weist, wie in 73 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 und 1206 auf. Die Halbleitermodule 1201 bis 1206 sind an einer Wärmesenke 941 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Anordnung der Wärmesenke 941 und der Halbleitermodule 1201 bis 1206 ist identisch zu derjenigen in der Antriebsvorrichtung 22.
Jedes der Halbleitermodule 1201 bis 1206 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon gegenüber dem Motorgehäuse 101. Die Spulenanschlüsse 508 sind radial nach außen gebogen und mit den Leitungsdrähten 206, welche von dem Stator 2 erstreckt sind, gekoppelt. Zusätzlich hat jedes der Halbleitermodule 1201 bis 1206 sechs Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510 an den Seitenendoberflächen davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (73). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit leitfähigen Bauteilen 811 und 812, welche radial innen angeordnet sind, gekoppelt.
In einem zylindrischen Raum, welcher in der Mitte der Wärmesenke 941 gebildet ist, sind zwei Kondensatoren 741 und 742 angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren nebeneinander auf dem Umfang der Welle 401 angeordnet, so dass sie intern an den Enden von eingekerbten bzw. ausgesparten Abschnitten 943 und 944 von Seitenwänden 942 der Wärmesenke 941 (75) aneinanderstoßen. Demnach sind in der vorliegenden Ausführungsform die zwei Kondensatoren 741 und 742 für die sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 eingeschlossen.
Die Kondensatoranschlüsse 510 sind mit den leitfähigen Bauteilen 811 und 812 gekoppelt. Die leitfähigen Bauteile 811 und 812 weisen dünne ringartig geformte ringförmige Teile 811a und 812a auf und Verbindungsstücke 811b und 812b, welche in die radial nach außen gerichteten Richtungen von den ringförmigen Teilen erstreckt sind. Die Verbindungsteile 811b und 812b sind parallel miteinander in Richtung der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 erstreckt. Die leitfähigen Bauteil 811 und 812 sind angeordnet während sie voneinander in der axialen Richtung isoliert sind. Das leitfähige Bauteil 811 ist weiter von dem Motorgehäuse 101 angeordnet und das andere leitfähige Bauteil 812 ist näher zu dem Motorgehäuse 101 angeordnet.
Eine von Anschlüssen der Kondensatoren 741 und 742 sind mit dem leitfähigen Bauteil 811 gekoppelt und die anderen Anschlüsse davon sind mit dem anderen leitfähigen Bauteil 812 gekoppelt (73). Die Verbindungsstücke 811b und 812b der leitfähigen Bauteil 811 und 812 sind mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 1201 bis 1206 gekoppelt. Genauer sind eine der Kondensatoranschlüsse 510 mit den Verbindungsstücken 811b des leitfähigen Bauteils811 gekoppelt und die anderen Kondensatoranschlüsse 510 sind mit den Verbindungsstücken 812b des anderen leitfähigen Bauteils 812 gekoppelt. Demzufolge sind über das leitfähige Bauteil 811 eine der Kondensatoranschlüsse 510 der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 mit einem der Anschlüsse der zwei Kondensatoren 741 und 742 verbunden. Über das andere leitfähige Bauteil 812 sind die anderen Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 1201 bis 1206 mit den anderen Anschlüssen der zwei Kondensatoren 741 und 742 verbunden.
Die dreiundzwanzigste Ausführungsform ist von den anderen Ausführungsformen in der elektrischen Konfiguration bzw. dem elektrischen Aufbau unterschiedlich. Genauer sind die Halbleitermodule 1201 bis 1206 und die zwei Kondensatoren 741 und 742, welche die Inverterschaltungen 60 und 68 konstituieren bzw. aufbauen, welche in 1 gezeigt sind, gleich über die leitfähigen Bauteile 811 und 812 verdrahtet. Anders als in den anderen Ausführungsformen, in welchen die Kondensatoren direkt mit den Halbleitermodulen verbunden sind, kann eine gleiche Kondensatorleistung ohne Weiteres für die Halbleitermodule vorgesehen sein.
Die Antriebsvorrichtung 23 der dreiundzwanzigsten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders weist die Antriebsvorrichtung 23 die zwei Kondensatoren 741 und 742 auf. Demzufolge kann, obwohl der physikalische Aufbau eines Kondensators größer ist als die Anzahl von Kondensatoren, welche eingesetzt werden muss, geringer gemacht werden. Zusätzlich können die Kondensatoren ohne eine Notwendigkeit zum Bilden von Aufnahmeräumen in der Wärmesenke 941 angeordnet werden. Eventuell kann eine Verschlechterung in der Wärmeabstrahlungsleistung der Wärmesenke 941 unterdrückt werden.
(Vierundzwanzigste Ausführungsform)
Eine Antriebsvorrichtung 24 einer vierundzwanzigsten Ausführungsform weist, wie in 77 gezeigt ist, sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 und 1206 auf. Die Halbleitermodule 1201 bis 1206 sind an einer Wärmesenke 941 angebracht, welche in derselben Richtung wie die Richtung der Mittellinie der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt ist.
Die Anordnung der Wärmesenke 941 und der Halbleitermodule 1201 bis 1206 ist identisch zu derjenigen in den Antriebsvorrichtungen 22 und 23 der oben beschriebenen Ausführungsformen.
Jedes der Halbleitermodule 1201 bis 1206 hat den Spulenanschluss 508 an dem Seitenende davon gegenüberliegend dem Motorgehäuse 101. Die Spulenanschlüsse 508 sind radial nach außen gebogen und mit Leitungsdrähten 206 gekoppelt, welche von einem Stator 201 kommen. Zusätzlich hat jedes Halbleitermodule 1201 bis 1206 Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510 an der Seitenendoberfläche davon gegenüber dem Motorgehäuse 101 (77). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit einem leitfähigen Teil 821 gekoppelt, welcher radial nach innen angeordnet ist.
Hierin ist in der Mitte eines zylindrischen Raumes, welcher in der Mitte der Wärmesenke 941 gebildet ist, ein Kondensator 751 angeordnet (79). Demnach ist in der vorliegenden Ausführungsform der Kondensator 751 für die sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 vorgesehen.
Die Kondensatoranschlüsse 510 sind elektrisch mit dem leitfähigen Teil 821 gekoppelt. Das leitfähige Teil 821 hat eine ringförmige Form, ist mit einem Kunstharz bzw. Harz vergossen und hat Elektroden 821a und 821b, welche radial nach innen gerichtet hervorstehen, um einander gegenüberzuliegen. Das leitfähige Teil 821 weist Verbindungsstücke 821c auf, welche nach außen in Richtung der Halbleitermodule 1201 bis 1206, welche radial nach außen gerichtet platziert sind auf. Jedes Paar der Verbindungsstücke 821c steht nach außen parallel miteinander in Richtung jedes der Halbleitermodule 1201 bis 1206 vor. Hierin leitet eines der Verbindungsstücke 821c, welche parallel miteinander nach außen vorstehen, Elektrizität zu der Elektrode 821a und das andere der Verbindungsstücke 821c, welches nach außen parallel miteinander hervorsteht leitet Elektrizität zu der anderen Elektrode 821b.
Wie in 77 gezeigt ist, ist die Elektrode 821a elektrisch mit einem der Anschlüsse des Kondensators 751 gekoppelt und die andere Elektrode 821b ist elektrisch mit dem anderen Anschluss des Kondensators 751 gekoppelt. Zusätzlich sind eines der Paare von Verbindungsstücken 821c, welche parallel miteinander hervorstehen elektrisch mit einem der Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 1201 bis 1206 gekoppelt. Weiterhin sind die anderen der Paare von Verbindungsstücken 821c, welche parallel miteinander hervorstehen elektrisch mit den anderen Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 1201 bis 1206 gekoppelt.
Demzufolge sind über das leitfähige Teil 821 einer der Kondensatoranschlüsse 510 der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 mit einem der Anschlüsse des Kondensators 751 verbunden und die anderen Kondensatoranschlüsse 510 der sechs Halbleitermodule 1201 bis 1206 sind mit dem anderen Anschluss des Kondensators 751 verbunden.
Die vierundzwanzigste Ausführungsform ist von den anderen Ausführungsformen in der elektrischen Konfiguration bzw. dem elektrischen Aufbau unterschiedlich. Genauer weisen die zwei Inverterschaltungen 60 und 68, welche in 1 gezeigt sind, sechs Halbleitermodule und einen Kondensator auf. Der Kondensator ist parallel zwischen der Stromleitung und einer Masse für die Halbleitermodule verbunden. Demzufolge können, obwohl eine Anpassung der Kapazität notwendig ist, die zwei Inverterschaltungen 60 und 68 konfiguriert werden unter Verwendung eines Kondensators.
Die Antriebsvorrichtung 24 der vierundzwanzigsten Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14), welche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Besonders ist die Antriebsvorrichtung 24 konstruiert unter alleiniger Verwendung des Kondensators 751. Demzufolge ist, obwohl die physikalische Konfiguration bzw. der physikalische Aufbau des Kondensators der größte ist, die Anzahl von eingesetzten Kondensatoren nur einer und der Kondensator kann angeordnet werden ohne die Notwendigkeit des Bildens eines Aufnahmeraums in der Wärmesenke 941. Eine Verschlechterung in der Wärmeabstrahlungsleistung der Wärmesenke 941 kann unterdrückt werden.
(Fünfundzwanzigste Ausführungsform)
81 bis 97 zeigen eine Antriebsvorrichtung 2001 einer fünfundzwanzigsten Ausführungsform. Die Antriebsvorrichtung 2001 ist in einem elektronischen Lenkhilfe- (EPS-=Electronic Power Steering=Elektrische Lenkhilfe-) System vorgesehen und weist einen Motor 2002 und eine elektronische Steuereinheit 2003 auf. Die elektronische Steuereinheit 2003, welche als ein elektronischer Controller dient, weist, wie in 82 gezeigt ist, ein Steuerschaltungssubstrat 2040, eine Wärmesenke 2050, Leistungsmodule 2060 und ein Leistungsschaltungssubstrat 2070 auf.
Wie in 81 gezeigt ist, erzeugt die Antriebsvorrichtung 2001 ein Drehmoment auf einen Säulenschaft bzw. eine Lenksäule 2006 über ein Zahnrad bzw. Getriebe 2007, welches an der Lenksäule 2006 befestigt ist, welches eine Drehwelle Lenkrades 2005 eines Fahrzeugs ist und unterstützt die Lenkbetätigung bzw. den Lenkbetrieb durch das Lenkrad 2005. Genauer wird, wenn das Lenkrad 2005 durch einen Fahrer gehandhabt wird, Lenkdrehmoment, welches in die Lenkwelle 2006 durch die Handhabung induziert wird durch einen Drehmomentsensor 2008 erfasst. Zusätzlich wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation über ein Controller Area Network bzw. Bereichs-Controller-Netzwerk (CAN), welches nicht gezeigt ist, erlangt. Das Lenken des Fahrzeugführers mit dem Lenkrad 2005 wird unterstützt. Unter Verwendung dieser Art von Mechanismus kann nicht nur eine Unterstützung beim Lenken sondern auch ein automatisches Steuern einer Manipulation bzw. Handhabung des Lenkrades 2005 zum Aufrechterhalten einer bestimmten Fahrspur einer Schnellstraße oder zum Führen zu einer Parklücke in einem Parkplatz erreicht werden, obwohl dies von einer Steuertechnik abhängt.
Der Motor 2002 ist ein bürstenloser Motor, welcher das Zahnrad oder Getriebe 2007 nach vorne und nach rückwärts dreht. Strom wird dem Motor 2002 unter Steuerung der elektronischen Steuereinheit 2003 zur Verfügung gestellt, wodurch der Motor 2002 angetrieben wird. Die elektronische Steuereinheit 2003 weist eine Leistungsschaltung 2100 auf, welche Antriebsströme schaltet und eine Steuerschaltung 2090, welche das Schalten der Antriebsströme steuert.
Die Leistungsschaltung 2100 weist eine Drosselspule 2076 auf, welche in einer Stromleitung von einer Leistungsversorgung 2075 vorgesehen ist, einen Glättungskondensator 2077 und zwei (eine erste und eine zweite) Inverterschaltungen 2080 und 2089. Die erste Inverterschaltung 2080 und die zweite Inverterschaltung 2089 haben denselben Aufbau. Hierin wird die Inverterschaltung 2080 untenstehend beschrieben werden.
Die Inverterschaltung 2080 weist Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) (hierin nachstehend MOSs) 2081 bis 2086 auf, welche ein Typ von Feldeffekt-Transistoren sind. Die MOS 2081 bis 2086 fungieren als Halbleiter-Schaltelemente und die Source und Drain werden angeschaltet (Leitung) oder abgeschaltet (keine Leitung) abhängend von einem Gate-Potential.
Der MOS 2081 hat die Drain mit einer Stromleitung verbunden und hat die Source davon mit der Drain des MOS 2084 verbunden. Die Source des MOS 2084 ist mit Masse verbunden. Ein Knoten zwischen dem MOS 2081 und MOS 2084 ist mit der U-Phasenspule des Motor 2002 verbunden.
Der MOS 2082 hat die Drain davon mit der Stromleitung verbunden und hat die Source davon mit der Drain des MOS 2085 verbunden. Die Source des MOS 2085 ist mit der Masse verbunden. Ein Knoten zwischen dem MOS 2082 und dem MOS 2085 ist mit der V-Phasenspule des Motors 2002 verbunden.
Der MOS 2083 hat die Drain davon mit der Stromleitung verbunden und hat die Source davon mit der Drain des MOS 2086 verbunden. Die Source des MOS 2086 ist mit Masse verbunden. Ein Knoten zwischen dem MOS 2083 und dem MOS 2086 ist mit der W-Phasenspule des Motors 2002 verbunden.
Die Inverterschaltung 2080 weist Leistungsrelais 2087 und 2088 auf. Die Leistungsrelais 2087 und 2088 sind mit MOSFETs ähnlich zu dem MOSs 2081 bis 2086 realisiert und fungieren als Halbleiter-Schaltelemente für einen Schutz vor umgekehrter Verbindung. Die Leistungsrelais 2087 und 2088 sind zwischen den MOSs 2081 bis 2083 und der Leistungsversorgung 2075 dazwischen angeordnet. Im Falle einer Anomalie können die Leistungsrelais den Strom bzw. Fluss eines Stromes zu dem Motor 2002 über die MOSs 2081 bis 2086 abschalten.
Shunt-Widerstände bzw. Nebenschlusswiderstände 2099 sind elektrisch zwischen den MOSs 2084 bis 2086 und der Masse verbunden. Durch ein Erfassen der Spannung oder des Stroms, welcher an irgendeinen der Shunt-Widerstände 2099 angelegt ist, wird ein Strom, welcher durch die U-Phasenspule, die V-Phasenspule oder die W-Phasenspule geleitet werden soll, erfasst.
Die Drosselspule 2076 ist elektrisch zwischen der Leistungsversorgung 2075 und dem Leistungsrelais 2087 verbunden. Zusätzlich ist der Glättungskondensator 2077 zwischen der Leistungsversorgung 2075 und Masse verbunden. Die Drosselspule 2076 und der Glättungskondensator 2077 bilden eine Filterschaltung und reduzieren Störungen, welche von irgendeiner anderen Vorrichtung übertragen werden, welche die Leistungsversorgung 2075 teilen. Zusätzlich verringern die Drosselspule 2076 und der Glättungskondensator 2077 Störungen, welche von der Antriebsvorrichtung 2001 zu irgendeiner anderen Vorrichtung, welche die Leistungsversorgung 2075 teilt übertragen werden.
Elektrolytkondensatoren 2078 sind elektrisch zwischen den Leistungsseiten der MOSs 2081 bis 2083, welche an der Seite der Stromleitung angeordnet sind und den Masseseiten der MOSs 2084 bis 2086, welche auf der Seite der Masse angeordnet sind, elektrisch verbunden. Die Elektrolytkondensatoren 2078 speichern Ladungen, um die Leistungszufuhr zu den MOSs 2081 bis 2086 zu unterstützen oder um eine Störungskomponente wie beispielsweise eine Stoßspannung zu unterdrücken.
Die Steuerschaltung 2090 weist Vortreiberschaltungen 2091, einen kundenspezifischen IC 2092, einen Positionssensor 2093, welcher als eine Dreherfassungsschaltung dient und einen Mikrocomputer 2094 auf. Der kundenspezifische IC 2092 fungiert als eine Regulatorschaltung 2095, eine Positionssensorsignalverstärkerschaltung 2096 und eine Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 2097.
Die Regulatorschaltung 2095 ist eine Stabilisierungsschaltung, welche die Leistung stabilisiert. Die Regulatorschaltung 2095 stabilisiert die Leistung, welche den Komponenten bzw. Bestandteilen zur Verfügung zu stellen ist. Beispielsweise arbeitet der Mikrocomputer 2094 bei einer stabilisierten vorbestimmten Spannung (beispielsweise 5 Volt), welche sie der Regulatorschaltung 2095 schuldet.
Die Positionssensorsignalverstärkerschaltung 2096 führt ein Signal von dem Positionssensor 2093 zu. Der Positionssensor 2093 erfasst ein Drehpositionssignal des Motors 2002 und das erfasste Drehpositionssignal wird zu der Positionssensorsignalverstärkerschaltung 2096 gesendet. Die Positionssensorsignalverstärkerschaltung 2096 verstärkt das Drehpositionssignal und gibt das resultierende Signal an den Mikrocomputer 2094 aus.
Die Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 2097 erfasst Spannungen über die Shunt-Widerstände 2099, verstärkt die Schaltungen und gibt die resultierenden Spannungen an den Mikrocomputer 2094 aus.
Dem Mikrocomputer 2094 werden das Drehpositionssignal des Motors 2002 und die Spannungen über die Shunt-Widerstände 2099 zugeführt. Zusätzlich wird dem Mikrocomputer 2094 ein Lenkdrehmomentsignal von dem Drehmomentsensor 2008, welcher an der Lenksäule 2006 befestigt ist, zugeführt. Weiterhin werden dem Mikrocomputer 2094 Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen durch CAN zugeführt. Wenn der Mikrocomputer 2094 das Lenkdrehmomentsignal und die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation empfängt, steuert der Mikrocomputer 2094 die Inverterschaltung 2080 über die Vortreiberschaltung 2091 gemäß dem Drehpositionssignal, so dass ein Lenken mit dem Lenkrad 2005 gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterstützt werden kann. Genauer schaltet der Mikrocomputer 2094 die An- und Aus-Zustände der MOSs 2081 bis 2086 über die Vortreiberschaltung 2091, um die Inverterschaltung 2080 zu steuern. Besonders werden, da die Gates der sechs MOSs 2081 bis 2086 mit sechs Ausgangsanschlüssen der Vortreiberschaltung 2091 verbunden sind, wenn die Gate-Spannungen durch die Vortreiberschaltung 2091 geändert werden, die An- und Aus-Zustände der MOSs 2081 bis 2086 geschaltet.
Basierend auf den Spannungen über die Shunt-Widerstände 2099, welche von der Erfassungsspannungsverstärkungsschaltung 2097 zugeführt werden, steuert der Mikrocomputer 2094 die Inverterschaltung 2080, um einen Strom, welcher dem Motor 2002 zur Verfügung gestellt wird, zu einer Sinuswelle anzunähern bzw. zu approximieren. Der Mikrocomputer 2094 steuert die andere Inverterschaltung 2089 in derselben Art und Weise, wie sie die Inverterschaltung 2080 steuert.
Als nächstes wird die Konfiguration bzw. der Aufbau der Antriebsvorrichtung 2001 in Verbindung mit 82 bis 97 beschrieben werden. 82 bis 86 sind Ansichten, welche die Gesamtheit der Antriebsvorrichtung 2001 zeigen, 87 bis 91 sind Ansichten, welche die elektronische Steuereinheit 2003 zeigen, 92 bis 95 sind Ansichten, welche eine Wärmesenke 2050 und Leistungsmodule 2060 zeigen, und 96 bis 98 sind Ansichten, welche eine Leistungseinheit 2105 zeigen.
Die Antriebsvorrichtung 2001 hat die elektronische Steuereinheit 2003 an einem Ende in der axialen Richtung des Motors 2002 angeordnet und der Motor 2002 und die elektronische Steuereinheit 2003 sind gestapelt.
Der Motor 2002 weist ein Motorgehäuse 2010, einen Stator 2020, einen Rotor 2030 und eine Welle 2035 auf.
Das Motorgehäuse 2010 ist zylindrisch mit Eisen oder dergleichen gebildet. Ein Endrahmen 2040, welcher aus Aluminium gefertigt ist, ist an dem Ende des Motorgehäuses 2010 gegenüber der elektronischen Steuereinheit 2003 unter Verwendung von Schrauben oder dergleichen befestigt bzw. gesichert. Eine Öffnung 2011 ist in der axialen Mitte an dem Seitenende des Motorgehäuses 2010, welches der elektronischen Steuereinheit 2003 gegenüberliegt, gebildet. Die Welle 2035 ist durch die Öffnung 2011 hindurchtretend.
Eine Harz- bzw. Kunstharzführung 2016 ist an dem Seitenende des Motorgehäuses 2010 gegenüber der elektronischen Steuereinheit 2003 angeordnet. Die Harzführung 2016 ist im Wesentlichen ringförmig gebildet und der Mittelteil davon ist offen gelassen. Zusätzlich hat die Harzführung 2016 sechs Löcher.
Der Stator 2020 ist in der radial inneren Seite des Motorgehäuses 2010 angeordnet. Der Stator 2020 hat zwölf Schenkelpole bzw. ausgeprägte Pole, welche an der radial inneren Seite des Motorgehäuses 2010 hervorragen. Diese Schenkelpole sind bei vorbestimmten Abständen bzw. unter vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 2010 angeordnet. Jeder der Schenkelpole weist einen gestapelten Eisenkern, welcher durch ein Stapeln von dünnen Platten, welche aus einem magnetischen Material gefertigt sind und einem Isolator, welcher mit der axial äußeren Seite des laminierten Eisenkerns in Eingriff steht, gebildet sind. Wicklungen 2026 sind um den Isolator gewickelt. Die Wicklungen 2026 sind Drei-Phasenwicklungen für U-, V- und W-Phasen.
Motordrähte 2027 sind von sechs der Wicklungen 2026 ausgeführt. Die Motordrähte 2027 sind die sechs Löcher in der Harzführung 2016 durchdringend. Demzufolge sind die Motordrähte 2027 durch die Harzführung 2016 positioniert und eine Isolierung der Motordrähte 2027 von dem Motorgehäuse 2010 ist dadurch sichergestellt. Zusätzlich sind die Motordrähte 2027 ausgeführt in Richtung der elektronischen Steuereinheit 2003, an den radial äußeren Seiten des Steuerschaltungssubstrats 2040 und Leistungsmodulen 2060 vorbeigeführt und mit dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gekoppelt. Besonders wenn sie in der axialen Richtung des Motors 2002 betrachtet werden, sind die Motordrähte 2027 an den radial äußeren Seiten des Leistungsmodule 2026 angeordnet.
An der radial inneren Seite des Stators 2020 ist der Rotor 2030 angeordnet, um relativ zu dem Stator 2020 drehbar zu sein. Der Rotor 2030 ist zylindrisch mit einem magnetischen Material, beispielsweise Eisen gebildet. Der Rotor 2030 weist einen Rotorkern 2031 und Permanentmagnete 2032 auf, welche an der radial äußeren Seite des Rotorkerns 2031 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 2031 haben Nordpole und Südpole, welche in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind.
Die Welle 2035 ist in einem Wellenloch 2033 eingepasst, welches in der axialen Mitte des Rotorkerns 2031 gebildet ist. Die Welle 2035 ist in einer drehbaren Art und Weise durch ein Lager 2012, welches an dem Motorgehäuse 2010 angeordnet ist und ein Lager 2015, welches an dem Endrahmen 2015 angeordnet ist, getragen. Dies macht die Welle 2035 zusammen mit dem Rotor 2030 hinsichtlich des Stator 2020 drehbar.
Die Welle 2035 weist einen Magneten 2036 an dem Seitenende davon auf, welcher der elektronischen Steuereinheit 2003 gegenüberliegt. Da das Seitenende der Welle 2035, welches der elektronischen Steuereinheit 2003 gegenüberliegt, in die Öffnung 2011 des Motorgehäuses 2010 eingeführt ist, wird der Magnet 2036, welcher an dem Seitenende der Welle 2035 angeordnet ist, welche gegenüber der elektronischen Steuereinheit 2003 ist, an der Seite der elektronischen Steuereinheit 2003 gestützt bzw. gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform durchdringt die Welle 2035 nicht das Steuerschaltungssubstrat 2040. Der Magnet 2036 ist an einer Position nahe einer motorseitigen Endoberfläche 2041 des Steuerschaltungssubstrats 2040 platziert, an welchem der Magnet 2036 gegenüber der Endoberfläche 2041 ist.
Zusätzlich hat die Welle 2035 ein Ausgangsende bzw. Abgabeende 2037 an dem Ende an der Seite davon gegenüber der elektronischen Steuereinheit 2003.
Als nächstes wird die elektronische Steuereinheit 2003 untenstehend beschrieben werden.
Die elektronische Steuereinheit 2003 ist angeordnet, um in einem Motorgehäusebereich eingehaust zu sein, welcher ein Bereich ist, welcher durch ein Projizieren des Motorgehäuses 2010 in der axialen Richtung definiert bzw. begrenzt ist. Die elektronische Steuereinheit 2003 hat das Steuerschaltungssubstrat 2040, die Wärmesenke 2050 und die Leistungsmodule 2060 und das Leistungsschaltungssubstrat 2070 in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 2002 in der axialen Richtung angeordnet.
Das Steuerschaltungssubstrat 2040 ist ein 4-Schichten- bzw. 4-Lagensubstrat, welches mit beispielsweise einem Glas-Epoxy-Substrat gebildet ist und wie eine im Wesentlichen rechteckige Platte geformt ist, welche in dem Motorgehäusebereich eingehaust ist. Jede der vier Ecken des Steuerschaltungssubstrats 2040 hat eine Einkerbung bzw. Aussparung 42, welche als ein Ausgleich zum Anbringen der Wärmesenke 2050 an dem Motorgehäuse 2010 gebildet ist. Zusätzlich ist das Steuerschaltungssubstrat 2040 an der Wärmesenke 2050 durch ein Einführen von Schrauben 2047 von der Seite des Motors 2002 befestigt.
Verschiedene elektronische Komponenten bzw. Bauteile, welche die Steuerschaltung 2090 bilden, sind an bzw. auf dem Steuerschaltungssubstrat 2040 angebracht. An der Endoberfläche des Steuerschaltungssubstrats 2040, welche dem Motor 2002 gegenüberliegt, sind die Vortreiberschaltungen 2091, der kundenspezifische IC 2092, der Positionssensor 2093 und der Mikrocomputer 2094, welche in 81 gezeigt sind, angebracht. Der Positionssensor 2093 ist im Wesentlichen in der Mitte des Steuerschaltungssubstrats 2040 angebracht und liegt dem Magneten 2036 der Welle 2035 gegenüber. Demzufolge wird durch ein Erfassen einer Änderung im Magnetfeld, welches durch den Magneten 2036 induziert wird, welcher zusammen mit der Wele 2035 sich dreht, die Drehung der Welle 2035 erfasst. Zusätzlich sind in dem Steuerschaltungssubstrat 2040 Durchgangslöcher 2042 zur Verbindung mit Steueranschlüssen 2064 der Leistungsmodule 2060 entlang den Rändern an den longitudinalen Seiten des Steuerschaltungssubstrats 2040 gebildet. Zusätzlich ist ein Steuerverbinder bzw. Steuerstecker 2045 mit einer der lateralen Seiten an der Seite des Steuerschaltungssubstrats 2040 gegenüber dem Motor 2002 gekoppelt. Der Steuerstecker 2045 ist derart angeordnet, dass eine Verdrahtung mit dem Steuerstecker von der radial äußeren Seite des Motors 2002 gekoppelt werden kann und führt Stücke von Sensorinformationen, welche von verschiedenen Sensoren gesendet werden, zu.
Wie in 85 und anderen gezeigt ist, weist die Wärmesenke 2050 zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 und ein Kopplungsteil 2052, welches zwischen den zwei Wärmeabstrahlungsblöcken 2051 dazwischen angeordnet ist, auf. Die zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 und der Kopplungsteil 2052 sind als ein integrierter Körper durch ein Material, welches gute thermische Konduktivität besitzt (beispielsweise Aluminium) gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 an der radial äußeren Seite der Mittellinie angeordnet, welche eine virtuelle Linie ist, welche durch ein Erstrecken der axialen Linie der Welle 2035 des Motors 2002 gezogen wird. Die Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 fungieren als Seitenwände der Wärmesenke 2050.
Wie in 94 gezeigt ist, ist die Wärmesenke 2050 geformt, um lateral als ein Ganzes wie ein Buchstabe H auszusehen, wenn sie lateral betrachtet wird, d.h. in einer Richtung K94 in 92. Die Wärmesenke 2050 ist geformt, um, wie in 92 gezeigt ist, wie eine Klammer auszusehen, wenn sie in der axialen Richtung des Motors 2002 betrachtet wird. Die zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 sind symmetrisch mit der Mitte der Welle 2035 als eine Referenz angeordnet. In einem konkaven Teil 2053, welcher durch die radial inneren Seitenoberflächen der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 und das Kopplungsteil 2052 gebildet ist, ist der Steuerstecker 2045 wie in 90 und anderen gezeigt, gesichert bzw. eingeschlossen.
Wie in 85 und anderen gezeigt ist, sind die Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 wie breite Säulen geformt. An beiden Rändern jedes der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 sind Verbindungsabschnitte 2054 und 2055 gebildet. Ein Loch, welches in der axialen Richtung des Motors 2002 hindurchtritt, ist in jedem der Verbindungsabschnitte 2054 und 2055 gebildet. Eine Schraube 2056 ist in den Verbindungsabschnitt 2054 eingeführt, wodurch der Wärmeabstrahlungsblock an das Motorgehäuse 2010 geschraubt ist. Eine Schraube 2057 ist in den anderen Verbindungsabschnitt 2055 eingeführt, wodurch der Wärmeabstrahlungsblock zusammen mit einer Abdeckung 2110, welche später beschrieben werden wird, an das Motorgehäuse 2010 geschraubt ist. Der Verbindungsabschnitt 2054 eines der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 und der Verbindungsabschnitt 2054 des anderen Wärmeabstrahlungsblocks 2051 sind symmetrisch hinsichtlich der Mittellinie der Welle 2035 angeordnet. Gleichermaßen sind der Verbindungsabschnitt 2055 eines der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 und der Verbindungsabschnitt 2055 des anderen Wärmeabstrahlungsblocks 2051 symmetrisch hinsichtlich der Mittellinie der Welle 2035 angeordnet.
Jeder der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 hat eine Wärmeempfangsoberfläche 2059, welche eine breite Oberfläche ist, welche zwischen den Verbindungsabschnitten 2054 und 2055 auf der radial äußeren Seite des Motorgehäuses 2010 gebildet ist. Die Wärmeempfangsoberfläche 2059 ist in einer Richtung des Ansteigens von der Endoberfläche in der axialen Richtung des Motorgehäuses 2010 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Wärmeempfangsoberfläche 2059 im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Endwand 2030 in der axialen Richtung des Motorgehäuses 2010 gebildet.
Die Leistungsmodule 2060 sind auf der radial äußeren Seite der Wärmesenke 2050 in dem Motor 2002 angeordnet. Die Leistungsmodule 2060 sind eines nach dem anderen auf den zwei Wärmeabstrahlungsblöcken 2051 angeordnet.
Jedes der Leistungsmodule 2060 weist Halbleiterchips auf, welche nicht gezeigt sind, und MOSs bilden, welche Schaltelemente oder Leistungsrelais sind, einen Vergussabschnitt 2061, mit welchem die Halbleiterchips bedeckt und Steueranschlüsse 2064 und Leistungsanschlüsse 2065, welche von dem Vergussabschnitt 2061 (88 und andere) hervorstehen.
Wie in 88 gezeigt ist, sind die Steueranschlüsse 2064 auf einer ersten Oberfläche 2062 gebildet, welche eine Oberfläche ist, welche rechtwinklig zu der breiten Oberfläche des Vergussabschnitts 2061 ist. Die Leistungsanschlüsse 2065 sind auf einer zweiten Oberfläche 2063 gebildet, welche eine Oberfläche ist, die rechtwinklig zu der breiten Oberfläche des Vergussabschnitts 2061 ist und gegenüberliegend der ersten Oberfläche 2062 ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Leistungsmodule 2060 entlang der Wärmeempfangsoberflächen 2059 der Wärmesenke 2050 angeordnet, so dass die ersten Oberflächen 2062, auf welchen die Steueranschlüsse 2064 gebildet sind, auf den Seiten des Steuerschaltungssubstrats 2040 liegen und die zweiten Oberflächen 2063, auf welchen die Leistungsanschlüsse 2065 gebildet sind, auf den Seiten des Leistungsschaltungssubstrats 2070 liegen. Besonders sind die Leistungsmodule 2060 longitudinal außerhalb der Wärmesenke 2050 in der radialen Richtung des Motors 2002 platziert. Wenn in der axialen Richtung betrachtet, sind die Steueranschlüsse 2064 und die Leistungsanschlüsse 2065 der Leistungsmodule 2060 punktsymmetrisch miteinander mit der Mitte der Welle 2035 als einer Referenz.
Die Steueranschlüsse 2064 sind in die Durchgangslöcher 2043 des Steuerschaltungssubstrats 2040 eingeführt und elektrisch mit dem Steuerschaltungssubstrat 2040 mittels Löten oder dergleichen gekoppelt. Über die Steueranschlüsse 2064 wird ein Steuersignal, welches von dem Steuerschaltungssubstrat 2040 gesendet wird, an das Leistungsmodul 2060 ausgegeben. Zusätzlich sind die Leistungsanschlüsse 2065 in Durchgangslöcher 2073 eingeführt, welche in dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gebildet sind und elektrisch mit dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 mittels Löten oder dergleichen gekoppelt. Mittels bzw. über die Leistungsanschlüsse 2065 wird ein Antriebsstrom, mit welchem der Motor 2002 betrieben wird, geleitet. In der vorliegenden Ausführungsform wird nur ein kleiner Strom (beispielsweise 2 Ampere), d.h. so gering wie zum Steuern des Antriebs des Motors 2002 benötigt, zu dem Steuerschaltungssubstrat 2040 geleitet. Im Gegensatz dazu wird ein größerer Strom (beispielsweise 80 Ampere) zum Antreiben des Motors 2002 zu dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 geleitet. Demzufolge sind die Leistungsanschlüsse 2065 dicker gefertigt als es die Steueranschlüsse 2064 sind. Masseanschlüsse 2066 sind so dick gefertigt wie es die Steueranschlüsse 2064 sind. Die Masseanschlüsse 2066 treten durch den Vergussabschnitt 2061 hindurch, sind mit dem Steuerungsschaltungssubstrat 2040 und dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gekoppelt und dienen als eine Masse des Steuerungsschaltungssubstrats 2040.
Eine Wärmeabstrahlungsfolie bzw. ein Wärmeabstrahlungsblech ist zwischen jedem der Leistungsmodule 2060 und der Wärmesenke 2050 dazwischen angeordnet. Das Leistungsmodul 2060 ist zusammen mit dem Wärmeabstrahlungsblech bzw. der Wärmeabstrahlungsfolie an der Wärmesenke 2050 mit Schrauben 2069 angebracht. Demzufolge ist das Leistungsmodul 2060 an der Wärmesenke 2050 mit der Wärmeabstrahlungsfolie zwischen ihnen befestigt und hat Wärme, welche von einer Leitung empfangen wird über das Wärmeabstrahlungsblech bzw. die Wärmeabstrahlungsfolie zu der Wärmesenke 2050 verteilt. An der Seite der Wärmesenke 2050 des Leistungsmoduls 2060 ist ein Teil eines Verdrahtungsmusters von dem Vergussabschnitt 2061 als ein metallischer Wärmeabstrahlungsteil freigelegt bzw. freiliegend. Der metallische Wärmeabstrahlungsteil ist in Kontakt mit der Wärmesenke 2050 über das Wärmeabstrahlungsblech bzw. die Wärmeabstrahlungsfolie, wodurch Wärme wirksam verteilt werden kann. Das Wärmeabstrahlungsblech überträgt Wärme, welche durch die Leistungsmodule 2060 erzeugt wird zu der Wärmesenke 2050 und stellt eine Isolation zwischen dem Leistungsmodul 2060 und der Wärmesenke 2050 sicher.
Das Leistungsmodul 2060 hat die Halbleiterchips, Shunt-Widerstände 2099 und andere auf einem Verdrahtungsmuster angebracht, welches aus Kupfer gefertigt ist und mit dem Vergussabschnitt 2061, welcher aus Harz bzw. Kunstharz gefertigt ist, bedeckt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die zwei Leistungsmodule 2060 eingeschlossen, um die Inverterschaltungen 2080 und 2089, welche in 1 gezeigt sind, zu realisieren.
Die Beziehung zwischen den Leistungsmodulen 2060 und den elektrischen Schaltungen, welche in 81 beschrieben sind, wird als nächstes beschrieben. Eines der Leistungsmodule 2060 entspricht der Inverterschaltung 2080 und weist die MOSs 2081 bis 2086, Leistungsrelais 2087 und 2088 und Shuntwiderstände 2099 auf, welche in 81 gezeigt sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die MOSs 2081 bis 2086, Leistungsrelais 2087 und 2088 und Shunt-Widerstände 2099 als ein Modulharz bzw. Kunstharz vergossen. Das andere Leistungsmodul 2060 entspricht der Inverterschaltung 2089 und weist die MOSs, Leistungsrelais und Shunt-Widerstände auf, welche die Inverterschaltung 2089 bilden. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht eines der Leistungsmodule 2060 einer Ein-System-Inverterschaltung. Das heißt in der vorliegenden Ausführungsform sind die Leistungsmodule 2060 System für System auf den Wärmeabstrahlungsblöcken 2051 angeordnet.
Das Leistungsschaltungssubstrat 2070 ist ein dickes 4-Lagensubstrat bzw. 4-Schichtensubstrat mit einer Musterkupferfolie bzw. Musterkupferschicht, welche mit einem Glas-Epoxy-Substrat gebildet ist und wie eine im Wesentlichen eckige Platte gebildet ist, welche in dem Motorgehäusebereich zu lagern ist. Die vier Ecken des Leistungsschaltungssubstrats 2070 haben jeweils Einkerbungen bzw. Aussparungen 2071, welche gebildet sind, um Räume für die Verbindungsabschnitte 2054, 2055 der Wärmesenke 2050 zu bewahren. Das Leistungsschaltungssubstrat 2070 ist durch ein Einführen von Schrauben 2072 von der Seite davon gegenüber dem Motor 2002 an die Wärmesenke 2050 geschraubt.
In dem Leistungsschaltungssubstrat 2060 sind Leistungsverdrahtungen durch welche ein Antriebsstrom zum Antreiben des Motors 2002 geleitet wird, gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind eine Verdrahtung zum Verbinden des U-Phasen-MOS 2081, V-Phasen-MOS 2082 und W-Phasen-MOS 2083 über die Stromleitung, eine Verdrahtung zum Verbinden des U-Phasen-MOS 2084, V-Phasen-MOS 2085 und W-Phasen-MOS 2086 auf der Masse, eine Verdrahtung zum Verbinden des Leistungsrelais 2088 und MOSs 2081 bis 2083 und eine Verdrahtung zum Verbinden des Leistungsrelais 2087, der Drosselspule 2076 und des Glättungskondensators 2077 auf dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gebildet.
In dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 sind die Durchgangslöcher 2073, durch welche die Leistungsanschlüsse 2065 der Leistungsmodule 2060 durchtreten gebildet. Zusätzlich sind Durchgangslöcher 2074 durch welche die Motordrähte 2027 durchtreten außerhalb der Durchgangslöcher 2073 in dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gebildet. Die Motordrähte 2027 treten durch die Durchgangslöcher 2074 durch und sind elektrisch mit dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 mit Lot oder dergleichen gekoppelt. Demzufolge sind die Motordrähte 2027 mit den Leistungsmodulen 2060 über das Leistungsschaltungssubstrat 2070 verbunden.
An der Seitenoberfläche des Leistungsschaltungssubstrats 2070 gegenüberliegend dem Motor 2002 sind die Drosselspule 2076, der Glättungskondensator 2077, die Elektrolytkondensatoren 2078 und der Leistungsstecker 2079 angebracht, um die Leistungseinheit 2105 zu konstituieren bzw. begründen. Die Leistungseinheit 2105 und Leistungsmodule 2060 konstituieren die Leistungsschaltung 2100.
Die Anordnung der Leistungseinheit 2105 wird untenstehend in Verbindung mit 96 bis 98 beschrieben werden.
Die Drosselspule 2076, der Glättungskondensator 2077 und Elektrolytkondensatoren 2078 und Leistungsstecker 2079, welche die Leistungseinheit 2105 konstituieren, sind in einem Raum angeordnet, welcher zwischen dem Kupplungsteil 2052 der Wärmesenke 2050 und dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 und zwischen den zwei Wärmeabstrahlungsblocks 2051 gebildet ist. Was diese elektronischen Komponenten betrifft, sind die Drosselspule 2076, der Glättungskondensator 2077 und Elektrolytkondensatoren 2078 und der Leistungsstecker 2079 linear in dieser Reihenfolge von dem Steuerstecker 2045, welcher mit dem Steuerschaltungssubstrat 2040 gekoppelt ist, angeordnet.
Die Drosselspule 2076 ist wie ein Zylinder geformt, dessen Länge in der axialen Richtung kürzer ist als die Länge in der radialen Richtung. Wenn sie in der axialen Richtung des Motors 2002 betrachtet wird, ist die Drosselspule 2076 an einer Position platziert, an welcher die Drosselspule die Welle 2035 nicht überlappt. Die Drosselspule 2076 ist longitudinal derart platziert, dass die axiale Linie davon rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 2035 wird.
Der Glättungskondensator 2077 ist im Wesentlichen in der Mitte der vier Elektrolytkondensatoren 2078 angeordnet. Die vier Elektrolytkondensatoren 2078 sind wechselweise benachbart angeordnet, um den Glättungskondensator 2077 zu umgeben. Die Elektrolytkondensatoren 2078, die eine größere elektrisch Kapazität als der Glättungskondensator 2077 hat, werden eingesetzt.
Der Leistungsstecker 2079 ist auf der Seite gegenüber dem Steuerstecker 2045, welcher mit dem Steuerschaltungssubstrat 2040 gekoppelt ist, angeordnet. Der Leistungsstecker 2079 ist derart angeordnet, dass eine Verdrahtung mit dem Leistungsstecker von der radial äußeren Seite des Motors 2002 gekoppelt werden kann und ist mit der Leistungsversorgung 2075 verbunden. Demzufolge wird dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 über den Leistungsstecker 2079 Leistung zur Verfügung gestellt. Die Leistung von der Leistungsversorgung wird den Wicklungen 2026, welche auf dem Stator 2020 gebildet sind über den Weg des Leistungssteckers 2079, des Leistungsschaltungssubstrats 2070, der Leistungsmodule 2060 und der Motordrähte 2027 zur Verfügung gestellt.
Die elektronische Steuereinheit 2003 ist innerhalb der Abdeckung 2110 eingehaust. Die Abdeckung 2110 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen gefertigt und verhindert, dass ein elektrisches Feld aus der elektronischen Steuereinheit 2003 austritt und verhindert auch, dass Staub bzw. Schmutz oder dergleichen in die elektronische Steuereinheit 2003 eintritt. Die Abdeckung 2110 hat im Wesentlichen denselben Durchmesser wie ihn das Motorgehäuse 2010 hat und ist wie ein mit Boden versehener Zylinder geformt, welcher sich zu dem Motor 2002 öffnet. Die Abdeckung 2110 ist an dem Motorgehäuse 2010 zusammen mit der Wärmesenke 2050 mit Schraube 2057 angebracht. Die Abdeckung 2110 hat Aussparungen bzw. Einkerbungen 2111 an Positionen entsprechend den Positionen der Stecker bzw. Verbinder 2045 und 2079. Die Stecker bzw. Verbinder 2045 und 2079 sind freiliegend, um radial nach au-ßen durch die Einkerbungen 2111 freizuliegen. Zusätzlich ist ein konvexer Teil 2080 an einer Position auf der Harzführung 2016 gebildet, welche der Position der Einkerbung bzw. Aussparung 2111 für den Leistungsstecker 2079 entspricht. Eine Stufe 2019 ist auf der Harzführung 2060 gebildet, so dass die Harzführung 2016 mit der Abdeckung 2110 in Eingriff gebracht werden kann.
Der Mikrocomputer 2094 auf dem Leistungssteuerungssubstrat 2040 produziert ein pulsierendes Signal durch eine PWM (PWM=Pulse Width Modulation =Pulsweitenmodulations-Steuerung) über die Vortreiberschaltungen 2091, um den Lenkbetrieb durch das Lenkrad 2005 gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf Basis von Signalen, welche von dem Positionssensor 2093, dem Drehmoment 2008 und den Shunt-Widerständen 2099 gesendet werden, zu unterstützen.
Das pulsierende Signal wird zu dem 2-System-Inverterschaltungen ausgegeben, welche die jeweiligen Leistungsmodule 2060 einschließen, und zwar über die Steueranschlüsse 2064, wodurch eine Aktion bzw. Tätgkeit des Schaltens der An- und Aus-Zustände der MOSs der Leistungsmodule 2060 gesteuert wird. Demzufolge werden Sinuswellenströme, welche außer Phase miteinander sind, den jeweiligen Phasen der Wicklungen 2026 zur Verfügung gestellt, wodurch ein sich drehendes Magnetfeld induziert wird. Beim Empfang des sich drehenden Magnetfeldes werden der Rotor 2030 und die Welle 2035 als ein integrierter Körper gedreht. Mit der Drehung der Welle 2035 wird eine Antriebskraft von dem Abgabeende 2037 dem Getriebe bzw. Zahnrad 2007 der Lenkwelle 2006 ausgegeben, um ein Lenken des Fahrzeugführers durch das Lenkrad 2005 zu unterstützen.
Wärme, welche zu der Zeit des Schaltens der MOSs der Leistungsmodule 2060 erzeugt wird, wird an die Wärmesenke 2050 durch die Wärmeabstrahlungsbleche bzw. Wärmeabstrahlungsfolien verteilt. Demnach kann ein Fehler oder eine Fehlfunktion, welche aus einem Temperaturanstieg in den Leistungsmodulen 2060 herrührt, verhindert werden.
Die Größen des Stators 2020 und Rotors 2030 können beliebig gemäß einer benötigten Ausgabe bestimmt werden.
Die fünfundzwanzigste Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile wie die Vorteile (1), (2), (5) bis (8) und (10) bis (14), welche in Beziehung zu der ersten Ausführungsform beschrieben sind, vor.
Zusätzlich weist in der Antriebsvorrichtung 2001 die Wärmesenke 2050 die zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 auf. Die Leistungsmodule 2060, welche die jeweiligen Inverterschaltungen 2080 und 2089 realisieren, sind eine nach der anderen auf den Wärmeabstrahlungsblocks 2051 angeordnet. Demzufolge kann Wärme von den Leistungsmodulen 2060 in einer wohlbalancierten Art und Weise verteilt werden. Zusätzlich tritt, da die Leistungsmodule 2060 auf den zwei getrennten Wärmeabstrahlungsblöcken 2051 angeordnet sind, nicht auf, dass eines der Leistungsmodule 2060 durch Wärme von dem anderen Leistungsmodul 2060 betroffen ist. Weiterhin ist es, verglichen mit der Konfiguration bzw. den Aufbau, in welchem die Leistungsmodule 2060 an derselben Position konzentriert sind, weniger wahrscheinlich, dass beide von zwei Systemen zur selben Zeit ausfallen, da die Leistungsmodule 2060 an unterschiedlichen Positionen platziert sind.
Zusätzlich sind in der Antriebsvorrichtung 2001 die Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 gebildet, um eine breite säulenförmige Form zu haben. Jeder der Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 hat die Verbindungsabschnitte 2054 und 2055 an beiden der Ränder davon. Jeder der Verbindungsabschnitte 2054 und 2055 hat ein Loch, welches in der axialen Richtung des Motors 2002 hindurchtritt. Die Schraube 56 ist in den Verbindungsabschnitt 2054 eingeführt, wodurch der Wärmeabstrahlungsblock an das Motorgehäuse 2010 geschraubt ist. Die Schraube 2057 ist in den anderen Verbindungsabschnitt 2055 eingeführt, wodurch der Wärmeabstrahlungsblock zusammen mit der Abdeckung 2110 an das Motorgehäuse 2010 geschraubt ist. Demzufolge kann die Wärmesenke 2050 ohne Weiteres an dem Motorgehäuse 2010 gesichert werden.
Weiterhin sind in der Antriebsvorrichtung 2001 die zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2051 symmetrisch mit der Mitte der Welle 2035 als eine Referenz angeordnet. Aufgrund der Wärmestrahlungsblöcke 2051 wird die Zeit, welche für das Layout oder Design der Leistungsmodule 2060 oder für eine Befestigungsarbeit benötigt wird, verkürzt.
(Sechsundzwanzigste Ausführungsform)
In einer Antriebsvorrichtung 2200 einer sechsundzwanzigsten Ausführungsform weist, wie in 99 und in 100 gezeigt ist, eine Wärmesenke 2250 ähnlich zu derjenigen der fünfundzwanzigsten Ausführungsform zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2251 und ein Verbindungsteil 2252, welches zwischen den zwei Wärmeabstrahlungsblöcken 2251 dazwischen angeordnet ist, auf. Die zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 2251 und das Verbindungsteil 2252 sind als ein integrierter Körper mit einem Material von hoher thermischer Leitfähigkeit (beispielsweise Aluminium) gebildet.
Zwei Moduleinheiten 2260 und 2270 sind an jedem der Wärmeabstrahlungsblöcke 2251 angeordnet. Die Moduleinheit 2260 ist auf der Oberfläche, welche dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gegenüberliegt, angeordnet. Besonders ist die Moduleinheit 2260 im Wesentlichen horizontal hinsichtlich der Endwand 2013 in der axialen Richtung des Motorgehäuses 2010 angeordnet. Die andere Moduleinheit 2070 ist auf dem Wärmeabstrahlungsblock 2251 an der radial äußeren Seite des Motors 2002 in einer Richtung des Ansteigens von der Endwand 2013 in der axialen Richtung des Motorgehäuses 2010 angeordnet. Das heißt, die Moduleinheit 2270 ist longitudinal hinsichtlich der Endwand 2013 in der axialen Richtung des Motorgehäuses 2010 platziert.
Die Moduleinheit 2260 weist vier Halbleitermodule 2261 bis 2264 und ein Verdrahtungssubstrat 2265 auf. Jedes der Halbleitermodule 2261 bis 2264 hat drei Anschlüsse 2266, welche an einer Oberfläche rechtwinklig zu einer breiten Oberfläche davon angebracht sind und ist derart angeordnet, dass die Anschlüsse 2266 zu der radial äußeren Seite des Motors 2002 orientiert sind. Die Anschlüsse 2266 der Halbleitermodule 2261 bis 2264 sind im Wesentlichen rechtwinklig in Richtung des Leistungsschaltungssubstrats 2070 gebogen.
Die Moduleinheit 2270 weist vier Halbleitermodule 2271 bis 2274 und ein Verdrahtungssubstrat 2275 auf. Jedes der Halbleitermodule 2271 bis 2274 hat drei Anschlüsse 2276, welche an einer Oberfläche rechtwinklig zu einer breiten Oberfläche davon angebracht sind. Die Halbleitermodule 2271 bis 2274 sind derart angeordnet, dass die Anschlüsse 2276 in Richtung des Leistungsschaltungssubstrats 2070 orientiert sind.
Die Anschlüsse 2266 der Halbleitermodule 2261 bis 2264 und die Anschlüsse 2276 der Halbleitermodule 2271 bis 2274 sind in Durchgangslöcher 2277 eingeführt, welche in dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gebildet sind und elektrisch mit dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 mit Lot oder dergleichen verbunden.
Die Moduleinheiten 2260 und 2270 sind an der Wärmesenke 2250 mit Schrauben 2269 angebracht. Ein Wärmeabstrahlungsblech bzw. eine Wärmeabstrahlungsfolie stellt eine Isolierung zwischen der Moduleinheit 2260 oder 2270 und der Wärmesenke 2250 sicher.
Die Moduleinheiten 2260 und 2270, welche an der äußeren Seite von einem der Wärmeabstrahlungsblöcke 2251 angeordnet sind, sind der Inverterschaltung 2080 zugeordnet und die Moduleinheiten 2260 und 2270, welche an dem anderen Wärmeabstrahlungsblock 2251 angeordnet sind, sind der Inverterschaltung 2089 zugeordnet. Die Inverterschaltung 2080 und die Inverterschaltung 2089 sind identisch zueinander. Demzufolge werden die Moduleinheiten 2260 und 2270, welche der Inverterschaltung 2080 zugeordnet sind, untenstehend beschrieben werden.
In der Moduleinheit 2260, welche an der Oberfläche eines der Wärmeabstrahlungsblöcke 2251 angeordnet ist, welche dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gegenüberliegt, weist das Halbleitermodul 2261 das Leistungsrelais 2087 auf, das Halbleitermodul 2262 weist den MOS 2081 auf, das Halbleitermodul 2263 weist den MOS 2082 auf und da Halbleitermodul 2264 weist den MOS 2083 auf. Das heißt, die Moduleinheit 2260 weist die MOSs 2081 bis 2083 auf der Seite der Stromleitung und das eine Leistungsrelais 2087 auf. Die Moduleinheit 2260 weist die MOSs 2081 bis 2083 auf der Seite der Stromleitung auf, um eine stromaufwärts (Hochpotential-) Einheit zu bilden.
In der Moduleinheit 2270, platziert longitudinal an der radial äußeren Seitenoberfläche des Wärmeabstrahlungsblocks 2251 weist das Halbleitermodul 2271 das Leistungsrelais 2088 auf, das Halbleitermodul 2272 weist den MOS 2084 auf, das Halbleitermodul 2273 weist den MOS 2085 auf und das Halbleitermodul 2274 weist den MOS 2086 auf. Das heißt, die Moduleinheit 2270 weist die MOSs 2084 bis 2086 auf der Seite einer Masse und das eine Leistungsrelais 2088 auf. Die Moduleinheit 2270 weist die MOSs 2084 bis 2086 auf der Seite der Masse auf, um eine stromabwärts (Niedrigpotential-) Einheit zu realisieren.
Besonders sind das Halbleitermodul 2262, welches den MOS 2081, welcher mit der U-Phasenspule verbunden ist, aufweist und das Halbleitermodul 2272, welches den MOS 2084, welcher mit der U-Phasenspule verbunden ist, aufweist, angeordnet, um durch eine Seitenlinie des Wärmeabstrahlungsblocks 2251 aneinanderzugrenzen, welcher zwischen zwei Oberflächen der Seite des Leistungsschaltungssubstrats 2070 und der radial äußeren Seite liegt. Gleichermaßen sind das Halbleitermodul 2263, welches den MOS 2082 aufweist, der mit der V-Phasenspule verbunden ist und das Halbleitermodul 2273, welches den MOS 2085 aufweist, welcher mit der V-Phasenspule verbunden ist, angeordnet, um durch die Seitenlinie des Wärmeabstrahlungsblocks 2251 aneinanderzugrenzen, welche zwische den zwei Oberflächen der radial äußeren Seite und der Seite des Leistungsschaltungssubstrats 2070 liegt. Zusätzlich sind das Halbleitermodul 2264, welches den MOS 2083 aufweist, welcher mit der W-Phasenspule verbunden ist und das Halbleitermodul 2274, welches den MOS 2086 aufweist, welcher mit der W-Phasenspule verbunden ist, angeordnet, um durch die Seitenlinie des Wärmeabstrahlungsblocks 2251 aneinanderzugrenzen, welche zwischen den zwei Oberflächen der radial äußeren Seite und der Seite des Leistungsschaltungssubstrats 2070 liegt. Weiterhin sind das Halbleitermodul 2261, welche das Leistungsrelais 2087 aufweist und das Halbleitermodul 2271, welches das Leistungsrelais 2088 aufweist angeordnet, um durch die Seitenlinie des Wärmeabstrahlungsblocks 2251 aneinanderzugrenzen, welche zwischen zwei Oberflächen der radial äußeren Seite und der Seite des Leistungsschaltungssubstrats 2070 liegt. Da die Halbleitermodule dementsprechend angeordnet sind, kann ein Verdrahtungsverlust minimiert werden.
In der sechsundzwanzigsten Ausführungsform sind die Halbleitermodule 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274 frei von einem Anschluss für eine direkte Verbindung zu dem Steuerungsschaltungssubstrat 2040. Demzufolge sind das Steuerungsschaltungssubstrat 2040 und das Leistungsschaltungssubstrat 2070 elektrisch miteinander durch einen Substratverbindungsanschluss 2278 verbunden. Das Steuerungsschaltungssubstrat 2040 und die Halbleitermodule 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274 sind elektrisch miteinander über den Substratverbindungsanschluss 2278 und das Leistungsschaltungssubstrat 2070 verbunden. Ein Steuersignal, welches von dem Steuerungsschaltungssubstrat 2040 ausgegeben wird, wird zu den Halbleitermodulen 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274 über den Substratverbindungsanschluss 2278 und das Leistungsschaltungssubstrat 2070 gesendet, wodurch das Anschalten oder Abschalten der MOSs der Halbleitermodule 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274 gesteuert wird. Demzufolge wird der Antrieb des Motors 2002 in derselben Art und Weise gesteuert wie es in der fünfundzwanzigsten Ausführungsform ist.
Gemäß der sechsundzwanzigsten Ausführungsform werden die gleichen Vorteile wie diejenigen der fünfundzwanzigsten Ausführungsform vorgesehen.
In der sechsundzwanzigsten Ausführungsform sind anders als in der fünfundzwanzigsten Ausführungsform systematisch integrierte Module nicht eingesetzt, sondem die Halbleitermodule 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274, welche in Einheiten von jedem MOS kunstharzvergossen sind, werden eingesetzt. Die Halbleitermodule 2261 bis 2264 und 2271 bis 2274 sind auf der Oberfläche der Wärmesenke 2250 angeordnet, welche dem Leistungsschaltungssubstrat 2070 gegenüberliegt. Dies erlaubt eine effektive Verwendung eines Raumes und trägt zu einer Kompaktheit der gesamten Vorrichtung bei.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in anderen verschiedenen Art und Weisen implementiert werden.

(A) Die Ausführungsformen sind beschrieben als Verwendung findend für eine EPS. Eine Antriebsvorrichtung, welche eine ähnliche Konfiguration bzw. einen ähnlichen Aufbau hat, kann an jedes andere Gebiet angepasst werden.
(B) In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Halbleitermodule an einer Mehrzahl von Seitenwandoberflächen der Wärmesenke angeordnet. Alternativ können die Halbleitermodule an einer einzigen Seitenwandoberflächen der Wärmesenke angeordnet sein.
(C) In den obenstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Doughnutförmige Drosselspule 52 über die Welle 401 eingeführt. Die Drosselspule ist nicht auf die Doughnut-Form beschränkt. Zusätzlich mag die Drosselspule nicht über die Welle 401 eingeführt sein sondern kann um die Welle 401 angeordnet sein. Hier kann die Spule longitudinal oder seitwärts platziert sein.
(D) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Plattenoberfläche der bedruckten Leiterplatte 801 oder 802 rechtwinklig zu der Mittellinie der Welle 401. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese rechtwinklige Anordnung beschränkt. Zusätzlich ist es, obwohl die bedruckte Leiterplatte 801 oder 802 verwendet wird, möglich, keine Leiterplatte zu verwenden.
(E) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Abdeckung 103 eingeschlossen. Alternativ ist es möglich, keine Abdeckung zu verwenden.
(F) In den oben beschriebenen Ausführungsformen stehen die Spulenanschlüsse 508, die Steueranschlüsse 509 und die Kondensatoranschlüsse 510 von den Enden in der axialen Richtung der Halbleitermodule hervor. Im Gegensatz dazu können die Anschlüsse 508, 509 und 510 nach außen von den Enden der Halbleitermodule in irgendeiner Richtung anders als der axialen Richtung orientiert hervorstehen.
(G) In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden der Magnet 402, welcher an der Welle 401 befestigt ist und der Positionssensor 73, welcher an der bedruckten Leiterplatte 801 angebracht ist, verwendet, um eine Drehposition zu erfassen. Alternativ kann irgendein anderes Verfahren verwendet werden, um die Drehposition zu erfassen.
(H) In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Wärmesenke integral mit dem Motorgehäuse gebildet. Die Wärmesenke kann getrennt von dem Motorgehäuse gebildet sein.
(I) In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Kondensatoren in der Nähe jeweiliger Halbleitermodule angeordnet. Alternativ können die Kondensatoren derart angeordnet sein, dass ein Anordnungsbereich in einer axialen Richtung der Kondensatoren teilweise auf den Anordnungsbereich in der axialen Richtung der Halbleitermodule überlagert ist. Zusätzlich wird der Aluminiumelektrolytkondensator von einer säulenförmigen Form verwendet. Wenn eine große Kapazität nicht benötigt wird, kann jeder andere Typ von Kondensator verwendet werden.

Claims

Antriebsvorrichtung, aufweisend: einen Motor (30), welcher ein zylindrisches Motorgehäuse (101) aufweist, welches einen Außenumfang bildet, einen Stator (201), welcher an einer radial inneren Seite des Motorgehäuses (101) angeordnet ist und Wicklungen (205) hat, welche um den Stator (201) gewickelt sind, um eine Mehrzahl von Phasen zu bilden, einen Rotor (301), welcher an einer radial inneren Seite des Stators (201) angeordnet ist, und eine Welle (401), welche sich zusammen mit dem Rotor (301) dreht; eine Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911), welche in einer gleichen Richtung wie einer Mittellinienrichtung der Welle (401) von einer Endwand des Motorgehäuses (101) erstreckt ist; und eine bedruckte Leiterplatte (801), welche eine elektronische Steuereinheit (50, 70) aufweist, welche an der Seite der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) in der Mittellinienrichtung des Motorgehäuses (101) angeordnet ist, und eine Steuerung des Antriebs des Motors (30) durchführt, wobei die elektronische Steuereinheit (50, 70) Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) aufweist, welche Halbleiterchips aufweisen zum Schalten von Wicklungsströmen, welche durch die Wicklungen der Mehrzahl von Phasen fließen, und die longitudinal platziert ist, um direkt oder indirekt in Kontakt mit einer Seitenwandoberfläche (605, 615, 625, 635, 645, 655, 665, 675, 695, 905, 915, 925, 945, 955, 975) der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) zu sein, so dass eine vertikale Linie zu jeder Halbleiterchipoberfläche nicht parallel zu der Mittellinie der Welle (401) ist, die elektronische Steuereinheit (50, 70) Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) aufweist, welche parallel zwischen einer Leitung von Leistungsversorgungsseiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) mit einer Leistungsversorgung und einer Leitung von Masseseiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) mit einer Masse verbunden sind; die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556), die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) und die Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) einander wenigstens teilweise in der Mittellinienrichtung der Welle (401) überlappen; und wobei die bedruckte Leiterplatte (801) auf einen Seiten der Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) angeordnet ist, welche gegenüber dem Motorgehäuse (101) in der Mittellinienrichtung sind; wobei die Welle (401) an einem distalen Ende davon mit einem Magneten (402) versehen ist, der der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüber liegt; wobei die bedruckte Leiterplatte (801) eine Erfassungsschaltung (76) zum Erfassen der Drehposition des Magneten aufweist; wobei die Endwand des Motorgehäuses (101) zwischen der elektronischen Steuereinheit (50, 70) und dem Motorgehäuse (101) angeordnet ist; und wobei die Welle (401) in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) durch die Endwand, die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) und die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) erstreckt ist und die Welle (401) in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) über die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556), die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) und die Kondensatoren (54 bis 56, 701 bis 706, 711 bis 713, 721 bis 724) hinaus erstreckt ist derart, dass das distale Ende der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüberliegt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) eine Mehrzahl von Seitenwänden aufweist, welche wechselseitig verschiedene Ebenen definieren; die Seitenwände angeordnet sind, um mit einer Wellenmitte als einem Bezugspunkt symmetrisch zueinander zu sein die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) verteilt an zwei oder mehr Seitenwänden aus der Mehrzahl von Seitenwänden angeordnet sind; und die Welle (401) zwischen der Mehrzahl von Seitenwänden sandwichartig eingeschlossen ist und in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) über die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) und die Seitenwände der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) hinaus erstreckt ist derart, dass das distale Ende der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüberliegt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die elektronische Steuereinheit (50, 70) eine Drosselspule (52) aufweist, welche in einer Stromleitung von der Leistungsversorgung für die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556) angeordnet ist, und an einer radial inneren Seite der Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) angeordnet ist; und die Welle (401) in Richtung der bedruckten Leiterplatte (801) über die Halbleitermodule (501 bis 506, 511 bis 516, 521 bis 526, 531 bis 536, 541 bis 546, 551 bis 556), die Wärmesenke (611, 621, 631, 641, 651, 661, 671, 691, 901, 911) und die Drosselspule (52) hinaus erstreckt ist derart, dass das distale Ende der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüberliegt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Drosselspule (52) aus einem Doughnut-förmigen Eisenkern und einem Spulendraht, der um den Doughnut-förmigen Kern gewickelt ist, gebildet ist; und die Welle (401) durch die Drosselspule (52) hindurchtritt derart, dass das distale Ende der bedruckten Leiterplatte (801) gegenüberliegt.