JP2012239295A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体格を大きくすることなくモータとコントロールユニットとを容易に結合と分離が可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置に適用される駆動装置１は、モータ２と、モータ２の出力端２９とは反対側に設けられるコントロールユニット２とを備える。モータ２の巻線２２に電気的に接続するモータ線２３と、コントロールユニット２のパワー基板側端子７１１とは、ターミナル３１を介して電気的に接続される。このとき、パワー基板側端子７１１とターミナル３１の締結部３１５とは、ボルト３７およびナット３６により結合される。これにより、モータ２およびコントロールユニット３のいずれかを交換する場合、ボルト３７を取り外すことによりモータ２とコントロールユニット３とを容易に分離することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、モータと当該モータを制御するコントロールユニットとを一体にした駆動装置に関する。

従来、運転者による操舵をアシストする電動式パワーステアリングにおいて、モータを駆動するコントローラとモータとを一体にした駆動装置が知られている。特許文献１の電動パワーステアリング装置では、モータとモータに通電する電流を制御するコントロールユニットとの電気的接続において、コントロールユニットから延びるバスバーをモータケース内の巻線端子にねじで接続することにより、モータおよびコントロールユニットのいずれか一方に不具合が生じた場合、モータとコントロールユニットとを分離して不具合が生じた方のみを交換することができる。

特開２００３−２０４６５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、コントロールユニットのバスバーとモータの巻線端子とをモータケース内で接続しているため、モータの体格が大きくなる。また、バスバーと巻線端子とを結合するねじを取り外す場合、ステアリングに接続するコラム軸から駆動装置を取り外さなければならないため、駆動装置からコントロールユニットのみを容易に分離することができない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、体格を大きくすることなくモータとコントロールユニットとを容易に結合と分離が可能な駆動装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、駆動装置は、モータ、モータの軸方向の一側に設けられるコントロールユニット、およびコントロールユニット内に設けられるねじ結合手段を備える。外郭を形成するモータケースを有するモータは、複数相を構成するよう巻線が巻回されているステータを有する。巻線に電気的に接続するモータ線は、モータの軸方向の一側に延びる。ステータの内側には、シャフトとともに回転するロータがステータに対して相対回転可能に設けられる。コントロールユニットは、巻線への通電を切り換えるスイッチング素子を有する半導体モジュールを有する。半導体モジュールは、コントロールユニットケースに収容される。スイッチング素子には接続端子が電気的に接続する。ねじ結合手段は、ねじ部材を締め付けることによりモータとコントロールユニットとを機械的に結合可能であり、かつモータのモータ線とコントロールユニットの接続端子とを電気的に接続可能である。

従来技術では、回転トルクを出力するモータが電動パワーステアリングのコラム軸に取り付けられている場合、モータとコントロールユニットとがコラム軸からモータ軸側に向いているねじ部材により接続されているため、コラム軸から駆動装置全体を取り外さなければモータとコントロールユニットとを分離することはできなかった。
請求項１に記載の駆動装置を電動パワーステアリングに適用した場合、コントロールユニットはモータに対してコラム軸と接続する側とは反対側に設けられている。これにより、ねじ結合手段のねじ部材を締め付けると、モータとコントロールユニットとを機械的に結合し、かつモータ線と前記接続端子とを電気的に接続することができる。一方、モータの軸方向の他側に接続しているコラム軸への接続を解除することなしに、ねじ結合手段のねじ部材の締め付けを解除すると、モータとコントロールユニットとを機械的に分離することができ、かつモータ線と接続端子とを電気的に切断することができる。また、ねじ結合手段を用いることから、他の機能を損なうことなく、モータとコントロールユニットとの再結合または再分離を比較的容易に行うことができる。
請求項１に記載の駆動装置では、ねじ結合手段は、コントロールユニット内に設けられている。これにより、駆動装置の体格が大きくなることを防止することができる。

請求項２に記載の発明によると、ねじ結合手段は、モータ線の端部に固定される固定部、および接続端子と締付結合される締結部を有するターミナル、接続端子と締結部とを結合するねじ部材、ならびにターミナルを保持するターミナルホルダから構成される。ターミナルは、ねじ部材により接続端子と締付結合される。このとき、ねじ部材は、ターミナルにおいてコントロールユニット側の端部である締結部に取り付けられている。一方、モータのコントロールユニットが設けられていない他側には前述のコラム軸が取り付けられている。これにより、モータの一側に設けられているコントロールユニット側にねじ部材を取り付け可能にすることでねじ部材の取り外し、または取り付けを容易に行うことができる。
ターミナルホルダは、モータ線の端部に固定されているターミナルを保持する。ターミナルホルダは、ターミナルを保持することによりモータに対する相対位置を固定する。これにより、モータとコントロールユニットとの再結合または再分離のとき、ターミナルの位置が変化するのを防止することができる。

請求項３に記載の発明によると、接続端子は、スイッチング素子を支持する基板上に形成されている。このとき、接続端子は、基板上に直接形成されるため、モータとコントロールユニットとを電気的に接続する部品点数を低減することができる。

請求項４に記載の発明によると、ターミナルホルダは、ターミナルの軸方向に沿って形成される。モータとコントロールユニットとを分離または結合するとき、ターミナルにはモータの軸方向に引張力または圧縮力がかかることとなる。ターミナルを保持するターミナルホルダをモータの軸方向と平行なターミナルの軸方向に沿って形成することにより、ターミナルの軸方向におけるターミナルの強度を高めることができる。
請求項５に記載の発明によると、ターミナルホルダは、絶縁材料からなる。ターミナルホルダを絶縁材料から形成することにより、ターミナルでの絶縁性を確保することができる。

請求項６に記載の発明によると、ねじ部材は、コントロールユニット側からモータ側に向かってターミナルの締結部に取り付けられる。
接続端子とターミナルとを結合するねじ部材は、コントロールユニット側からモータ側に向かって締結部に取り付けられる。請求項６に記載の駆動装置では、コントロールユニットは、モータの軸方向の一側に設けられる。このとき、コントロールユニットをモータに組み付ける組付用ねじ部材は、コントロールユニットからモータに向かって取り付けられる。すなわち、コントロールユニットをモータに組み付ける組付用ねじ部材、およびターミナルと接続端子とを結合するねじ部材は、同じ方向から駆動装置に取り付けられる。これにより、駆動装置の組み立て工程においてモータとコントロールユニットとを接続する工数を低減することができる。

本発明の第１実施形態における駆動装置を用いる電動パワーステアリング装置の構成を説明する概略構成図である。 本発明の第１実施形態における駆動装置の断面図である。 本発明の第１実施形態における駆動装置の断面図であって、図２とは異なる断面図である。 本発明の第１実施形態における駆動装置の上面図である。 本発明の第１実施形態における駆動装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態における駆動装置のコネクタの組み立て図である。 本発明の第２実施形態における駆動装置の断面図である。 本発明の第２実施形態における駆動装置の分解斜視図である。 本発明の第３実施形態における駆動装置の断面図である。 本発明の第３実施形態における駆動装置の分解斜視図である。 本発明の第３実施形態における駆動装置のコネクタの斜視図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置を図１〜図６に基づいて説明する。駆動装置
は、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用される。駆動装置
は、モータ２およびコントロールユニット３を備える。

まず、ＥＰＳの電気的構成を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、駆動装置１は、車両のステアリング５の回転軸たるコラム軸６に取り付けられたギア７を介しコラム軸６に回転トルクを発生させ、ステアリング５による操舵をアシストする。具体的には、ステアリング５が運転者によって操作されると、当該操作によってコラム軸６に生じる操舵トルクをトルクセンサ８によって検出し、また、車速情報を図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から取得して、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。もちろん、このような機構を利用すれば、制御手法によっては、操舵のアシストのみでなく、高速道路における車線キープ、駐車場における駐車スペースへの誘導など、ステアリング５の操作を自動制御することも可能である。

モータ２は、ギア７を正逆回転させる三相ブラシレスモータである。モータ２は、コントロールユニット３により電流の供給および駆動が制御される。コントロールユニット３は、モータ２を駆動する駆動電流が通電されるパワー部１００、および、モータ２の駆動を制御する制御部９０から構成される。

パワー部１００は、電源７５から電源ラインに介在するチョークコイル７６、コンデンサ７７、および、二組のインバータ８０、８９を有している。インバータ８０とインバータ８９とは、同様の構成であるので、ここではインバータ８０について説明する。
一方のインバータ８０は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、「ＭＯＳ」という。）８１、８２、８３、８４、８５、８６を有している。ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６は、ゲート電位により、ソース−ドレイン間がＯＮ（導通）またはＯＦＦ（遮断）される。なお、ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６が「スイッチング素子」に対応している。

ＭＯＳ８１は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８４のドレインに接続されている。ＭＯＳ８４のソースは、グランド側に接続されている。ＭＯＳ８１とＭＯＳ８４との接続点は、モータ２のＵ相コイルに接続されている。
ＭＯＳ８２は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８５のドレインに接続されている。ＭＯＳ８５のソースは、グランド側に接続されている。ＭＯＳ８２とＭＯＳ８５との接続点は、モータ２のＶ相コイルに接続されている。
ＭＯＳ８３は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８６のドレインに接続されている。ＭＯＳ８６のソースは、グランド側に接続されている。ＭＯＳ８３とＭＯＳ８６との接続点は、モータ２のＷ相コイルに接続されている。

また、インバータ８０は、電源リレー８７、８８を有している。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６と同様のＭＯＳＦＥＴにより構成される。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１、８２、８３と電源７５との間に設けられ、異常時に電流が流れるのを遮断可能である。なお、電源リレー８７は、断線故障やショート故障等が生じた場合にモータ２側へ電流が流れるのを遮断するために設けられる。また、電源リレー８８は、逆向きの電流が流れないように、逆接保護のために設けられる。

シャント抵抗９９は、ＭＯＳ８４、８５、８６とグランドとの間に電気的に接続される。シャント抵抗９９に印加される電圧または電流を検出することにより、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに通電される電流を検出する。

チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、電源７５と電源リレー８７との間に電気的に接続されている。チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、フィルタ回路を構成し、電源７５を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、駆動装置１から電源７５を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。

コンデンサ７８は、電源ライン側に設けられるＭＯＳ８１、８２、８３の電源側と、グランドと、の間に電気的に接続されている。コンデンサ７８は、電荷を蓄えることで、ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。

制御部９０は、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、回転検出部としての回転角センサ９３、および、マイコン９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、機能ブロックとして、レギュレータ部９５、回転角センサ信号増幅部９６、および、検出電圧増幅部９７を含む。
レギュレータ部９５は、電源を安定化する安定化回路である。レギュレータ部９５は、各部へ供給される電源の安定化を行う。例えばマイコン９４は、このレギュレータ部９５により、安定した所定電圧（例えば５Ｖ）で動作することになる。
回転角センサ信号増幅部９６には、回転角センサ９３からの信号が入力される。回転角センサ９３は、モータ２の回転位置信号を検出し、検出された回転位置信号は、回転角センサ信号増幅部９６に送られる。回転角センサ信号増幅部９６は、回転位置信号を増幅してマイコン９４へ出力する。
検出電圧増幅部９７は、シャント抵抗９９の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン９４へ出力する。

マイコン９４には、モータ２の回転位置信号、および、シャント抵抗９９の両端電圧が入力される。また、マイコン９４には、コラム軸６に取り付けられたトルクセンサ８から操舵トルク信号が入力される。さらにまた、マイコン９４には、ＣＡＮを経由して車速情報が入力される。マイコン９４は、操舵トルク信号および車速情報が入力されると、ステアリング５による操舵を車速に応じてアシストするように、回転位置信号に合わせてプリドライバ９１を介してインバータ８０を制御する。具体的には、マイコン９４は、プリドライバ９１を介してＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６のＯＮまたはＯＦＦに切り替えることにより、インバータ８０を制御する。つまり、６つのＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６のゲートがプリドライバ９１の６つの出力端子に接続されているため、プリドライバ９１によりゲート電圧を変化させることにより、ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６のＯＮまたはＯＦＦに切り替える。
また、マイコン９４は、検出電圧増幅部９７から入力されるシャント抵抗９９の両端電圧に基づき、モータ２へ供給する電流を正弦波に近づけるべくインバータ８０を制御する。なお、制御部９０は、インバータ８９についてもインバータ８０と同様に制御する。

次に、第１実施形態における駆動装置１の構造について、図２〜図６に基づいて説明する。図２〜図５は駆動装置１の全体を示した図であり、図２は図４に示す駆動装置１の上面図におけるＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、図５は、駆動装置１の分解斜視図である。
図２および図３に示すように、本実施形態の駆動装置１は、モータ２の軸方向の一方の端部にコントロールユニット３が設けられており、モータ２とコントロールユニット３とが積層構造になっている。

まず、モータ２について説明する。モータ２は、モータケース１０、巻線２２が巻回されるステータ２０、ロータ２５、シャフト２７等を備えている。
モータ２の外郭を形成するモータケース１０は、周壁１１およびコントロールユニット側壁部１５を有し、鉄等により有底円筒状に形成される。周壁１１のコントロールユニット側壁部１５の反対側には、鍔部１２が形成され、アルミ等により形成されるエンドフレーム１３がねじ１４により固定される。（図５参照）

モータケース１０のコントロールユニット側壁部１５には、カラム１９が設けられる。カラム１９は、アルミ等で形成され、円筒状であって径方向内側に雌ねじが形成される雌ねじ部と、閉塞部とから構成される。雌ねじ部は、コントロールユニット側壁部１５からコントロールユニット３側に突出して設けられる。カラム１９の雌ねじ部側の一方の端部には、ヒートシンク５０に隣接する円筒部材５２の一端が当接する。円筒部材５２の他方の端部は、コントロールユニット２のカバー部材１１０の内側に当接する。このとき、円筒部材５２の内部はカバー部材１１０に形成されているねじ穴５４と連通するように当接する。これにより、図５に示すように、スルーボルト５３が、ねじ穴５４、円筒部材５２の内部を通ってカラム１９の雌ねじ部に係止される。すなわち、モータ２とコントロールユニット３とはスルーボルト５３により組み合わされる。

モータケース１０の内側には、ステータ２０が配置される。ステータ２０は、径方向内側に突出する６０個の突極を有している。突極は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心、および、軸方向に貫通するスロットに挿入されているインシュレータを有している。インシュレータには巻線２２が巻回される。巻線２２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルからなる三相巻線を構成している。図３に示すように、巻線２２からはモータ線２３が取り出される。モータ線２３は、モータケース１０のコントロールユニット側壁部１５の開口１８からコントロールユニット３側へ突出する。モータ線２３の端部は、図３に示すようにターミナル３１の固定部３１１に固定される。ターミナル３１の固定部３１１とは反対側の締結部３１５には、パワー基板側端子７１１の端部が当接する。また、ターミナル３１を保持するターミナルホルダ３３において、締結部３１５と当接する外壁にはナット収容孔３３１が形成される。ナット収容孔３３１には、ナット３６が収容されている。パワー基板側端子７１１および締結部３１５は、ボルト３７およびナット３６により結合される。これにより、巻線２２は、モータ線２３、ターミナル３１およびパワー基板側端子７１１を介して、パワー基板７０と電気的に接続する。また、ターミナルホルダ３３は、コントロールユニット側壁部１５の開口１８に端部が固定されている。ターミナル３１およびターミナルホルダ３３から構成されるコネクタ３０の構造については後述する。ボルト３７およびナット３６は、特許請求の範囲に記載の「ねじ部材」に相当する。パワー基板側端子７１１は、特許請求の範囲に記載の「接続端子」に相当する。

ステータ２０の径方向内側には、ロータ２５がステータ２０に対して相対回転可能に設けられる。ロータ２５は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成される。ロータ２５は、ロータコア２５１と、ロータコア２５１の径方向外側に設けられる永久磁石２５３とを有している。永久磁石２５３は、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。

シャフト２７は、ロータコア２５１の軸中心に形成された軸穴２５２に固定されている。シャフト２７は、モータケース１０に設けられる軸受２７１およびエンドフレーム１３に設けられる軸受２７２によって回転可能に支持される。これにより、シャフト２７は、ステータ２０に対し、ロータ２５とともに回転可能となっている。シャフト２７のコントロールユニット３側は、モータケース１０のコントロールユニット側壁部１５の軸中心に形成されるシャフト孔１５１に挿通される。これにより、シャフト２７のコントロールユニット３側の端部は、モータケース１０からコントロールユニット３側に露出している。なお、シャフト孔１５１は、シャフト２７の外径よりも大きく形成されており、モータケース１０はシャフト２７の回転を規制しない。

シャフト２７のコントロールユニット３側の端部には、シャフト２７と一体となって回転するマグネット２８が設けられる。マグネット２８は、シャフト２７と同軸となるように、シャフト２７のコントロールユニット３側の端部に設けられるマグネットホルダに固定され、コントロールユニット３側に露出している。また、シャフト２７は、制御基板４０を貫通しておらず、マグネット２８は、制御基板４０のモータ２側の端面の近傍に配置される。

また、シャフト２７は、コントロールユニット３の反対側の端部に出力端２９を有している。シャフト２７のコントロールユニット３の反対側には、内部にギア７を有する図示しないギアボックスを有している。ギア７は、出力端２９と連結し、シャフト２７の回転による駆動力により回転駆動する。

次に、コントロールユニット３について説明する。コントロールユニット３は、制御基板４０、ヒートシンク５０、半導体モジュールとしてのパワーモジュール６０、パワー基板７０、カバー部材１１０、およびＥＣＵハウジング１２０等を有する。カバー部材１１０およびＥＣＵハウジング１２０は、特許請求の範囲に記載の「コントロールユニットケース」に相当する。
コントロールユニット３は、外部の電子部品との接続に係る制御コネクタ４５、パワーコネクタ７９等の部品以外のほとんどの構成がモータケース１０をモータ２の軸方向に投影した領域であるモータケース領域に収まるように設けられている。図３に示すように、コントロールユニット３は、モータ２の軸方向において、モータ２側から、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０がこの順で配列されている。

制御基板４０は、例えばガラスエポキシ基板により形成される４層基板であって、モータケース領域内に収まる板状に形成される。制御基板４０には、制御部９０を構成する各種電子部品が実装されている。制御基板４０のモータ２側と反対側の端面には、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、マイコン９４（図１参照）が実装されている。また、制御基板４０のモータ２側の端面には、回転角センサ９３が実装されている。回転角センサ９３は、マグネット２８と対向する位置に設けられる。また、マグネット２８および回転角センサ９３は、シャフト２７の回転中心線上に同軸に設けられる。回転角センサ９３は、シャフト２７と一体となって回転するマグネット２８の回転による磁界の変化を検出することにより、シャフト２７の回転角を検出する。

制御基板４０には、外縁に沿って、パワーモジュール６０の制御端子６４と接続するためのスルーホールが形成されている。また、制御基板４０には、制御コネクタ４５が接続されている。
制御コネクタ４５は、ＥＣＵハウジング１２０に形成される。制御コネクタ４５は、モータケース１０の径方向外側に形成され、モータ２の軸方向においてモータ２側から配線を接続可能に設けられ、トルクセンサやＣＡＮなどの信号が入力される。本実施形態では、制御コネクタ４５は、図２に示すように、モータ２側に開口を有している。

ヒートシンク５０は、例えばアルミ等の熱伝導性のよい材料で形成される。ヒートシンク５０には、ＥＣＵハウジング１２０内の制御コネクタ４５およびパワーコネクタ79が形成されていない面に対向して幅広面が形成される受熱部５５が形成される。受熱部５５は、モータケース１０のコントロールユニット側壁部１５から立ち上がる方向であって、コントロールユニット側壁部１５と略垂直に形成される。互いに平行に形成される２つの受熱部５５には、それぞれの受熱部５５に沿って、パワーモジュール６０が配置される。

パワーモジュール６０は、モータ２の径方向においてヒートシンク５０の外側に縦配置される。パワーモジュール６０とヒートシンク５０との間には、図示しない放熱シートが設けられる。パワーモジュール６０は、放熱シートとともに、ねじ６９によりヒートシンク５０に螺着され、ヒートシンク５０に保持される。これにより、パワーモジュール６０は、放熱シートを挟んでヒートシンク５０に保持されるとともに、通電により発生する熱が放熱シートを介してヒートシンク５０に放熱される。

なお、図示はしていないが、パワーモジュール６０の受熱部５５側の面には、配線パターンの一部が金属放熱部としてパワーモジュール６０のモールド部６１から一部露出しており、この金属放熱部が放熱シートを介してヒートシンク５０の受熱部５５に接触することにより、効率よく放熱する。放熱シートは、パワーモジュール６０からの熱を受熱部５５に伝えるとともに、パワーモジュール６０と受熱部５５との絶縁を確保している。

パワーモジュール６０は、巻線への通電を切り替えるスイッチング素子であるＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６（図１参照）を有する。パワーモジュール６０は、銅で形成された配線パターンにＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８およびシャント抵抗９９が載置され、ワイヤ等で電気的に接続され、モールド部６１によりモールドされている。

ここでパワーモジュール６０と図１に示す回路構成との関係を言及すると、一方のパワーモジュール６０がインバータ８０に対応し、図１に示すＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９を有している。すなわち本実施形態では、ＭＯＳ８１、８２、８３、８４、８５、８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９が１つのモジュールとして一体に樹脂モールドされている。また、他方のパワーモジュール６０がインバータ８９に対応し、インバータ８９を構成するＭＯＳ、電源リレー、およびシャント抵抗を有している。すなわち本実施形態では、１つのパワーモジュール６０が１系統のインバータ回路に対応している。また、１つの受熱部５５に対して、１つの駆動系統を構成する１つのパワーモジュール６０が配置されている、といえる。

パワーモジュール６０は、モールド部６１から突出する制御端子６４およびパワー端子６５を有する。
制御端子６４は、モールド部６１の幅広面の長手方向の垂直な面に形成される。また、パワー端子６５は、制御端子６４が設けられる面と平行な面に形成される。本実施形態では、パワーモジュール６０は、制御端子６４が制御基板４０側、パワー端子６５がパワー基板７０側となるように、ヒートシンク５０の受熱部５５に沿って縦配置される。すなわち、制御端子６４は制御基板４０側に突設され、パワー端子６５はパワー基板７０側に突設される。

制御端子６４は、制御基板４０のスルーホールに挿通され、はんだ等により制御基板４０と電気的に接続される。この制御端子６４を介して、制御基板４０からの制御信号がパワーモジュール６０へ出力される。また、パワー端子６５は、パワー基板７０に形成されるスルーホールに挿通され、はんだ等によりパワー基板７０と電気的に接続される。このパワー端子６５を経由して巻線２２に通電される電流がパワーモジュール６０に通電される。

パワー基板７０は、例えばガラスエポキシ基板で形成されるパターン銅箔が厚い４層基板であって、モータケース領域内に収まる板状に形成されている。パワー基板７０には、パワー基板側端子７１１およびターミナル３１を介して巻線２２に通電される巻線電流が通電されるパワー配線が形成される。

パワー基板７０のモータ２側の面には、チョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８が実装されている。
チョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８は、ヒートシンク５０の内側に形成される空間に配置される。また、モータ２の軸方向において、チョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８は、パワー基板７０と制御基板４０との間に設けられる。

チョークコイル７６は、軸方向の長さが径方向の長さよりも短い円筒状に形成される。チョークコイル７６は、その軸線が、シャフト２７の中心線と略垂直となるように配置される。
コンデンサ７７、７８は、いずれもアルミ電解コンデンサである。なお、４つのコンデンサ７８は、コンデンサ７７よりも電気的な容量が大きいものが用いられる。なお、コンデンサ７７、７８は、アルミ電解コンデンサに限らず、容量等に応じて適宜選択可能である。

また、パワー基板７０には、パワーコネクタ７９が接続されている。パワーコネクタ７９は、ＥＣＵハウジング１２０の外壁に形成される。本実施形態では、パワーコネクタ７９は図２および図５に示すように、モータ２の回転中心を挟んで制御コネクタ４５の反対側に設けられる。パワーコネクタ７９は、図２に示すように駆動装置１の軸方向に対して略垂直方向に配線を接続可能に設けられ、電源７５と接続される。これにより、パワー基板７０には、パワーコネクタ７９を経由して電源７５から電力が供給される。また、電源７５からの電力は、パワーコネクタ７９、パワー基板７０、パワーモジュール６０、および、モータ線２３を経由して、ステータ２０に巻回された巻線２２へ供給される。

ＥＣＵハウジング１２０は、上部に有底の凹部１２１を有する。図２および図５に示すように、凹部１２１は、ＥＣＵハウジング１２０の制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９が形成されていない径内側に向かい合うように２つ形成されている。凹部１２１は、カバー部材１１０に形成されている開口１１１を介して駆動装置１の外部と連通する。凹部１２１の底部１２２には、ボルト３７が挿入されるボルト孔１２３が形成されている。開口１１１を介して凹部１２１に挿入されるボルト３７は、ナット３６と組み合わせてターミナル３１の締結部３１５およびパワー基板側端子７１１を結合する。また、底部１２２の径方向内側には、パワー基板側端子７１１の一方の端部が固定されている。なお、駆動装置１の使用時には、開口１１１は図示しないカバーにより覆われるため、凹部１２１には異物は混入しない。

蓋部１３０は、コントロールユニット３のモータ２側の底部を形成する。蓋部１３０には、カラム１９が挿通されるカラム用開口１３１、およびコネクタ３０が挿通されるコネクタ用開口１３２が形成されている。モータ２のコントロールユニット側壁部１５に固定されているコネクタ３０は、コネクタ用開口１３２を介してコントロールユニット２内に挿入される。

次に、コネクタ３０の構造について図６に基づいて説明する。コネクタ３０は、モータ線２３とパワー基板側端子７１１とを接続するターミナル３１、およびターミナル３１を保持するターミナルホルダ３３から構成されている。図６（ａ）は、ターミナル３１とターミナルホルダ３３との分解斜視図、図６（ｂ）は、ターミナルホルダ３３にナット３６が収容されている状態での斜視図、図６（ｃ）は、ターミナル３１とターミナルホルダ３３とが嵌合した状態での斜視図である。

ターミナル３１は、例えば金属などの導電体から形成されている。ターミナル３１は、３つのモータ線２３に対して１つのターミナル３１が対応する。ターミナル３１は、モータ２側に固定部３１１、固定部３１１のモータ２側とは反対側の一端に接続する嵌合部３１２、嵌合部３１２のモータ２側とは反対側の一端に接続する屈曲部３１３、屈曲部３１３と接続する延長部３１４，およびパワー基板側端子７１１とボルト３７により結合する締結部３１５から構成される。

固定部３１１は、扁平した筒状の形状をなしている。固定部３１１は、図６（ａ）の下方よりモータ線２３が挿入可能な挿入孔を有している。

嵌合部３１２は、固定部３１１のモータ２側の端部とは反対側と接続する。嵌合部３１２は、略鉛直方向に延びる鉛直部３１２ａと略水平方向に延びる水平部３１２ｂを有する。水平部３１２ｂは、後述するターミナルホルダ３３の嵌合溝３３３に嵌合することでターミナルホルダ３５に対するターミナル３１の位置を決める。

屈曲部３１３は、略水平方向に屈曲する屈曲形状を有している。屈曲部３１３は、固定部３１１および締結部３１５がそれぞれモータ線２３およびパワー基板側端子７１１に接続される場合、図６の上下方向に伸縮してターミナル３１の軸方向の長さを調節する。
延長部３１４は、固定部３１１に略平行かつ上方に延びる平板形状をなしている。延長部３１４のモータ２側の端部は屈曲部３１４に接続する。

締結部３１５は、延長部３１４の上端から略水平方向に延びる平板形状をなしている。締結部３１５の中心には、パワー基板側端子７１１と結合するためのボルト３７が挿入される貫通孔３１６が形成されている。この貫通孔３１６の中心は、固定部３１１に固定される取出線２３の略上方に位置する。

ターミナルホルダ３３は略直方体の形状をなしており、例えば絶縁材料から形成されている。ターミナルホルダ３３の上面には、ナット３６が収容されるナット収容孔３３１がターミナルホルダ３３の長手方向に３つ並んで形成されている。また、ターミナルホルダ３３の略中央には、凹部３３２がターミナル３１と組み合わされる側に３つ形成されている。凹部３３２には、ターミナル３１の屈曲部３１３が収容される。凹部３３２の下側には、ターミナル３１の水平部３１２ｂと嵌合する嵌合溝３３３が縦方向に形成されている。

ターミナルホルダ３３のモータ２の固定される側には、ターミナルホルダ３３の軸方向に略垂直に開口３３４が形成されている。また、開口３３４を形成する内壁のうち、モータ２に固定される側の内壁には挿入孔３３５が形成されている。挿入孔３３５は、ターミナルホルダ３３の下方より挿入されるモータ線２３が挿入され、挿入孔３３５を通って開口３３４にモータ線２３の端部が突出する。
また、ターミナルホルダ３３の側壁にはターミナルホルダ３３の上部から略中央にかけてガイド溝３３６が形成されている。ガイド溝３３６は、コネクタ３０を取り付けたモータ２とコントロールユニット３とを組み付けるとき、ＥＣＵハウジング１２０の内側に形成されているガイド１２４と嵌合し、コネクタ３０の位置決めを行う。（図５参照）

ターミナル３１およびターミナルホルダ３３を用いてモータ線２３とパワー基板側端子７１１とを接続する場合、図６（ｂ）に示すように、ターミナルホルダ３３のナット収容孔３３１にナット３６を収容する。その後、図６（ｃ）に示すように、ターミナルホルダ３３にターミナル３１を組み付ける。このとき、嵌合部３１２の水平部３１２ｂが嵌合溝３３３に嵌合するように組み付けて位置あわせを行う。その後、コネクタ３０をモータ２に組み付けるとき、モータ線２３が挿入孔３３５を介して開口３３４にある固定部３１１の挿入孔に挿入される。固定部３１１に挿入されたモータ線２３を開口３３４を介して例えば熱かしめにより固定部３１１に固定する。コネクタ３０が固定されたモータ２に対して、コントロールユニット３が出力端２９とは反対側の方向からモータ２に組み付けられる。その後、ＥＣＵハウジング１２０の凹部１２１からボルト孔１２３にボルト３７が挿入される。挿入されたボルト３７は、パワー基板側端子７１１の貫通孔７１２とターミナル３１の貫通孔３１６とを通って、ナット３６と組み付けられる。これにより、パワー基板側端子７１１とターミナル３１とが電気的に接続する。

（作用）
ここで、駆動装置１の作動を説明する。
制御基板４０上のマイコン９４は、回転角センサ９３、トルクセンサ８、シャント抵抗９９等からの信号に基づき、車速に応じてステアリング５の操舵をアシストするように、プリドライバ９１を介してＰＷＭ制御により作出されたパルス信号を生成する。

このパルス信号は、制御端子６４を経由して、パワーモジュール６０により構成される２系統のインバータ８０、８９に出力され、ＭＯＳ８１〜８６のオン／オフの切り替え動作を制御する。これにより、巻線２２の各相には、位相のずれた正弦波電流が通電され、回転磁界が生じる。この回転磁界を受けてロータおよびシャフト２７が一体となって回転する。そして、シャフト２７の回転により、出力端２９からコラム軸６のギア７に駆動力が出力され、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。
すなわち、巻線２２に通電される巻線電流により、モータ２を駆動している。この意味で、巻線２２に通電される巻線電流は、モータ２を駆動する駆動電流である、といえる。

パワーモジュール６０のＭＯＳ８１〜８８をスイッチングする際に発生する熱は、放熱シートを介してヒートシンク５０へ放熱され、パワーモジュール６０の温度上昇による故障や誤動作が防止される。なお、ステータ２０、ロータ２５等のサイズは、要求される出力に応じて設定可能である。

（効果）
（Ａ）モータ２とコントロールユニット３とを電気的に接続するコネクタ３０は、ターミナル３１およびターミナルホルダ３３から構成されている。このうち、ターミナル３１において、一方の端部である固定部３１１はモータ線２３と固定により接続する。また、他方の端部である締結部３１５は、パワー基板側端子７１１とボルト３７およびナット３６により結合する。これにより、締結部３１５とパワー基板側端子７１１とを接続するボルト３７を取り外すことにより、モータ２とコントロールユニット３とを容易に分離することができるとともに、モータ線２３とパワー基板側端子７１１とを電気的に切断することができる。また、ボルト３７を取り付けることにより、モータ２とコントロールユニット３とを容易に結合することができるとともに、モータ線２３とパワー基板側端子７１１とを電気的に接続することができる。

（Ｂ）ターミナル３１は、ターミナルホルダ３３に保持されコントロールユニット３のＥＣＵハウジング１２０内に収容されている。したがって、駆動装置１の体格を大きくすることなく、モータ線２３とパワー基板側端子７１１とを電気的に断続することができる。

（Ｃ）モータ２とコントロールユニット３とは、カバー部材１１０から円筒部材５２を介してカラム１９に取り付けられているスルーボルト５３によって接続されている。また、モータ２とコントロールユニット３とは、ターミナル３１の締結部３１５とパワー基板側端子７１１とをボルト３７およびナット３６により電気的に接続している。このとき、ボルト３７は、カバー部材１１０の開口１１１を介してコントロールユニット２側からモータ３側に向かって組み付けられている。したがって、モータ２とコントロールユニット３とを分離する場合、モータ２を接続しているコラム軸６から外すことなく、モータ２からコントロールユニット３を容易に分離することができる。

（Ｄ）また、上述したようにモータ２とコントロールユニット３とは、カバー部材１１０に形成されている開口１１１およびねじ穴５４を介して組み付けられるボルト３７およびスルーボルト５３により接続されている。これにより、カバー部材１１０側からの一方向の作業によりモータ２とコントロールユニット３とを組み付けることができる。したがって、駆動装置１の組み立て工数を低減することができる。

（Ｅ）ターミナルホルダ３３は、モータ２とコントロールユニット３とを組み合わせるモータ２の軸方向に沿ってターミナル３１を保持する。これにより、モータ２とコントロールユニット３との結合、または分離する場合にターミナル３１に力がかかりやすいモータ２の軸方向に強度を持たせることができる。

（Ｆ）ターミナルホルダ３３は、例えば樹脂などの絶縁材料から形成されている。これにより、ターミナルホルダ３３が保持するターミナル３１の絶縁性を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７および図８に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、ターミナルと接続するパワー基板側の端子形状が異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態における駆動装置１Ｂでは、ターミナル３１Ｂはパワー基板７０Ｂに直接接続する。より具体的には、パワー基板７０Ｂにおいてターミナル３１Ｂの締結部３１５Ｂと当接する部分にボルト３７が挿入される貫通孔７０１が形成されている。図８に示すように、パワー基板７０Ｂ上の貫通孔７０１はモータ線２３の数に合わせて６箇所形成されている。貫通孔７０１にはパワー基板７０Ｂ上の金属配線７１１Ｂが設けられている。ターミナル３１Ｂはボルト３７によりパワー基板７０Ｂに直接締結される。これによりターミナル３１Ｂとパワー基板７０Ｂとは電気的に接続する。このとき、ボルト３７は、ターミナルホルダ３３Ｂのナット収容孔３３１Ｂに収容されているナット３６と結合する。金属配線７１１Ｂは、特許請求の範囲に記載の「接続端子」に相当する。

第２実施形態では、パワー基板７０Ｂに形成されている貫通孔７０１および金属配線７１１Ｂにより、ターミナル３１Ｂとパワー基板７０Ｂとを直接接続する。これにより、第１実施形態の効果（Ａ）〜（Ｆ）に加えて、モータ２とコントロールユニット３とを電気的に接続するための部品点数を低減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図９〜１１に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、ＥＣＵハウジング、ターミナルおよびターミナルホルダの形状が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態の駆動装置１Ｃでは、図９に示すようにターミナル３１Ｃの締結部３１５Ｃは、ＥＣＵハウジング１２０Ｃ内に形成されている締結部１２１Ｃに挿入される。ターミナル３１Ｃの締結部３１５Ｃは、パワー基板７０に接続するパワー基板側端子７１１Ｃとボルト３７により締結結合する。このとき、ボルト３７に組み合わされるナット３６は、ＥＣＵハウジング１２０Ｃの締結部１２１Ｃに形成されるナット収容孔１２２Ｃに収容されている。ナット収容孔１２２Ｃは、ナット３６を挿入する開口をカバー部材１１０Ｃ側に有している。また、図１０に示すように、ボルト３７は、モータ２の軸に対して略垂直方向からナット３６に挿入される。ボルト３７によりターミナル３１Ｃの締結部３１５Ｃとパワー基板側端子７１１Ｃとが結合されたのち、ＥＣＵハウジング１２０Ｃの側部に形成されている開口１２３Ｃは、カバー部材１１０Ｃの側部に形成されている蓋部１１２Ｃにより覆われる。これにより、締結部１２１Ｃへの異物の混入を防止する。

図１１に第３実施形態における駆動装置１Ｃのターミナル３１Ｃおよびターミナルホルダ３３Ｃの（分解）斜視図を示す。
第３実施形態でのターミナル３１Ｃは、取出線２３を固定する固定部３１１Ｃ、およびパワー基板７０に締結される締結部３１５Ｃを有する。締結部３１５Ｃのモータ２側の端部は固定部３１１Ｃの一方の端部と接続する。固定部３１１Ｃの他方の端部は、取出線２３を固定する。締結部３１５Ｃは、駆動装置１Ｃの軸方向に伸びる略板状の形状をなしている。締結部３１５Ｃの略中央には、横方向に開口する挿入孔３１６Ｃが形成されている。

第３実施形態でのターミナルホルダ３３Ｃは、略直方体の形状をなしており、例えば樹脂により形成されている。ターミナルホルダ３３Ｃのモータ２の固定される側には、ターミナルホルダ３３Ｃの軸方向に略垂直に開口３３４Ｃが形成されている。さらに、開口３３４Ｃを形成する内壁のうち、モータ２に固定される側の内壁には、図１１（ａ）および（ｂ）の下方と連通する挿入孔３３５Ｃが形成されている。挿入孔３３５Ｃには、ターミナルホルダ３３Ｃの下方からモータ線２３が挿通される。また、開口３３４Ｃを形成する内壁のうち、モータ２に固定される側とは反対側の内壁には、図１１（ａ）および（ｂ）の上方と連通する挿入孔３３７が形成されている。挿入孔３３７には、ターミナルホルダ３３Ｃの上方からターミナル３１Ｃが挿通される。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、ターミナルとパワー基板側端子とがねじ部材により結合するとした。しかしながら、ねじ部材により結合する部位はこれに限定されない。ターミナルとモータ線とがねじ部材により結合するとしてもよい。

（イ）上述の第１実施形態ではターミナルには、固定部、嵌合部、屈曲部、延長部及び締結部があるとした。しかしながら、ターミナルの形状はこれに限定されない。モータ線およびパワー基板側端子のいずれか一方と固定により接続する固定部と、モータ線およびパワー基板側端子のいずれか他方とねじ部材により結合する締結部があればよい。

（ウ）上述の実施形態では、ターミナルホルダに組み付けたターミナルを用いてモータとコントロールユニットとを接続した。しかし、モータとコントロールユニットとを接続する部品はこれに限定されない。ターミナルのみでモータとコントロールユニットとを接続してもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

２ ・・・モータ、
３ ・・・コントロールユニット、
１０ ・・・モータケース、
２０ ・・・ステータ、
２２ ・・・巻線、
２３ ・・・モータ線、
２５ ・・・ロータ、
２７ ・・・シャフト、
３０、３０Ｂ、３０Ｃ ・・・コネクタ、
３１ ・・・ターミナル、
３１１ ・・・固定部、
３１５、３１５Ｂ、３１５Ｃ ・・・締結部、
３３ ・・・ターミナルホルダ、
３６ ・・・ナット（ねじ部材）、
３７ ・・・ボルト（ねじ部材）、
５０ ・・・ヒートシンク、
６０ ・・・パワーモジュール（半導体モジュール）、
７０、７０Ｂ ・・・パワー基板（基板）、
７１１、７１１Ｃ ・・・パワー基板側端子（接続端子）、
７１１Ｂ ・・・金属配線（接続端子）、
８１、８２、８３、８４、８５、８６・・・ＭＯＳ（スイッチング素子）。
１１０、１１０Ｃ ・・・カバー部材（コントロールユニットケース）、
１２０、１２０Ｃ ・・・ＥＣＵケース（コントロールユニットケース）。

Claims (6)

1. 外郭を形成するモータケース、前記モータケースの内側に設けられ複数相を構成するよう巻線が巻回されているステータ、前記巻線に電気的に接続し前記モータケースの軸方向の一側に延びるモータ線、前記ステータの内側に設けられ前記ステータに対して相対回転可能に設けられるロータ、および前記ロータとともに回転するシャフトを有するモータと、
   前記巻線への通電を切り換えるスイッチング素子を有する半導体モジュール、前記スイッチング素子に電気的に接続する接続端子、および前記半導体モジュールを内側に収容するコントロールユニットケースを有し、前記モータケースの軸方向の一側に設けられるコントロールユニットと、
   前記コントロールユニットケース内に設けられ、前記モータと前記コントロールユニットとを機械的に結合、かつ前記モータ線と前記接続端子とを電気的に接続可能なねじ結合手段と、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記ねじ結合手段は、前記モータ線の端部に固定される固定部、および前記接続端子と締付結合される締結部を有するターミナル、前記接続端子と前記締結部とを結合するねじ部材、ならびに前記ターミナルを保持するターミナルホルダから構成されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記接続端子は、前記スイッチング素子を支持する基板上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記ターミナルホルダは、前記ターミナルの軸方向に沿って形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の駆動装置。
5. 前記ターミナルホルダは、絶縁材料からなることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 前記ねじ部材は、前記コントロールユニット側から前記モータ側に向かって前記ターミナルの前記締結部に取り付けられることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

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