JP2015106971A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体格を小型化可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】半導体モジュール４０のモータ端子５１は、モールド部４２から突出して形成され、モータ線１３１と接続される。ヒートシンク３５は、モジュール保持面３６を有し、モータ部１０のモータ線１３１が取り出される側に設けられる。モジュール保持面３６は、モータ部１０の軸方向の端部から立ち上がる方向に形成され、半導体モジュール４０が固定される。モータ端子５１は、折り曲げ位置５１３よりもモールド部４２側である突出部５１１、および、折り曲げ位置５１３よりも先端側であって、モータ線１３１が挿通される挿通孔５１５が形成される接続部５１４を有するリード部５１２から構成される。モータ線１３１の垂線Ｐとリード部５１２とのなす角度である端子角度α１は、０°より大きい。これにより、駆動装置１の体格を小型化可能である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、モータと当該モータを制御する制御部とを一体に備える回転電機が知られている。例えば特許文献１では、制御部がモータの軸方向の一側に配置されている。また、パワーモジュールは、基板を介して、或いは、基板を介さずに直接的に、３相巻線から引き出されるモータ線と接続される。

特開２０１１−１７７０００号公報

特許文献１では、平板状の端子とモータ線とを面接触させ、溶接等により接続している。端子とモータ線とを溶接により接続する場合、溶接するための治具等を用いるためのツールエリアを確保する必要があるため、体格が大型化する。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格を小型化可能な駆動装置を提供することにある。

本発明の駆動装置は、モータ部と、モータ線と、半導体モジュールと、ヒートシンクと、を備える。
モータ部は、ステータ、ステータに巻回される巻線、および、ステータに対して回転可能に設けられるロータを有する。
モータ線は、巻線と接続され、モータ部の軸方向の一側から取り出される。

半導体モジュールは、スイッチング素子、モールド部、および、モータ端子を有する。スイッチング素子は、巻線への通電を切り替える。モールド部は、スイッチング素子をモールドする。モータ端子は、モールド部から突出して形成され、モータ線と接続される。
ヒートシンクは、モジュール保持面を有し、モータ部のモータ線が取り出される側に設けられる。モジュール保持面は、モータ部の軸方向の端部から立ち上がる方向に形成される。

モータ端子は、折り曲げ位置よりもモールド部側である突出部、および、折り曲げ位置よりも先端側であって、モータ線が挿通される挿通孔が形成される接続部を有するリード部から構成される。モータ線の垂線と、当該モータ線が接続されるモータ端子のリード部とのなす角度である端子角度は、０°よりも大きい。

本発明では、モータ線が挿通孔に挿通され、はんだ等によりモータ線とモータ端子とを接続可能であるので、溶接により接続する場合と比較し、溶接するための治具等を用いるためのツールエリアが不要であり、体格を小型化することができる。
また、端子角度を０°より大きく形成することにより、端子角度が０°である場合と比較し、モータ端子の長さが大きくなる。これにより、モータ端子とモータ線との接続箇所の歪み量が小さくなるので、接続寿命が長くなる。

本発明の第１実施形態による駆動装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による半導体モジュールを示す平面図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の平面図である。 本発明の第１実施形態によるモータ端子とモータ線との接続関係を説明する側面図である。 図４のＶ方向矢視図である。 サイクル数と歪み量との関係を説明する説明図である。 リード部の長さと歪み量との関係を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態によるモータ端子とモータ線との接続関係を説明する側面図である。 図８のＩＸ方向矢視図である。 本発明の第３実施形態によるモータ端子とモータ線との接続関係を説明する側面図である。 図１０のＸＩ方向矢視図である。 本発明の第４実施形態によるモータ端子とモータ線との接続関係を説明する側面図である。 本発明の他の実施形態による駆動装置の平面図である。

以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、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７に基づいて説明する。なお、図１〜図７は、いずれも模式的な図である。第２実施形態以降の実施形態に係る図面も同様である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による駆動装置１は、例えば車両の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、モータ部１０と、コントロールユニット３０と、を備える。本実施形態の駆動装置１は、コントロールユニット３０がモータ部１０の軸方向の一側に一体に設けられる機電一体型の駆動装置である。

モータ部１０は、モータケース１１、ステータ１２、ロータ１４、シャフト１５、第１フレーム２１、第２フレーム２２等を備える。本実施形態のモータ部１０は、３相ブラシレスモータである。
モータケース１１は、例えば鉄等の軟磁性材により、略円筒状に形成される。

ステータ１２は、モータケース１１の内側に固定されるステータコアに巻線１２１が巻回されている。巻線１２１は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる３相巻線を構成している。本実施形態では、巻線１２１は、２組の３相巻線を構成している。巻線１２１からは、モータ線１３１、１３２、１３３（図５参照）がコントロールユニット３０側に取り出され、半導体モジュール４０と接続される。
ロータ１４は、ステータ１２と略同軸となるように、ステータ１２の径方向内側に回転可能に設けられる。ロータ１４は、略円筒状に形成され、外周面には、Ｎ極とＳ極とが交互になるように永久磁石が貼り付けられる。

シャフト１５は、例えば金属により形成され、ロータ１４の軸中心に固定される。シャフト１５は、軸受１６、１７に回転可能に支持される。これにより、シャフト１５は、ロータ１４と一体になって回転する。本実施形態では、シャフト１５の軸中心を延長した仮想線を、「モータ部１０の軸線Ｓ」という。
軸受１６、１７は、ボールベアリングである。軸受１６は、第１フレーム２１に固定される。また、軸受１７は、モータケース１１のコントロールユニット３０側に形成される軸受保持部１１１に固定される。

シャフト１５のコントロールユニット３０と反対側の端部には、ジョイント１９が設けられる。ジョイント１９は、図示しないギア等に噛み合うことにより、ロータ１４およびシャフト１５の回転を外部へ出力する。シャフト１５のコントロールユニット３０側の端部には、図示しないマグネットが設けられる。

第１フレーム２１は、略円板状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３０とは反対側の端部を塞ぐように設けられる。第１フレーム２１の略中央には、軸受１６が固定される。
第２フレーム２２は、ヒートシンク３５に応じた形状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３０側に設けられる。

コントロールユニット３０は、制御基板３１、パワー基板３２、ヒートシンク３５、および、半導体モジュール４０等を備える。
制御基板３１は、ヒートシンク３５のモータ部１０側に固定される。制御基板３１には、マイコンやホールＩＣ等の比較的通電量の小さい制御系の電子部品が実装される。また、制御基板３１のシャフト１５に設けられるマグネットと対向する箇所には、ロータ１４およびシャフト１５の回転を検出するための回転角センサが設けられる。また、制御基板３１には、後述の制御端子４５を挿通するための制御端子接続孔３１１（図４参照）が形成される。

パワー基板３２には、コンデンサやチョークコイル等の比較的通電量の大きいパワー系の電子部品が実装され、ヒートシンク３５のモータ部１０とは反対側に固定される。パワー基板３２には、後述のパワー端子４６を挿通するためのパワー端子接続孔３２１（図５参照）が形成される。本実施形態のパワー端子接続孔３２１は、略円形である。制御端子接続孔３１１も同様である。
制御基板３１およびパワー基板３２は、モータ部１０の軸方向の端部に対して略平行となるように、ヒートシンク３５に固定される。

ヒートシンク３５は、アルミ等の熱伝導性のよい素材で形成され、制御基板３１、パワー基板３２、および、半導体モジュール４０を保持する。
ヒートシンク３５には、半導体モジュール４０を保持する２つのモジュール保持面３６が形成される。モジュール保持面３６は、モータ部１０の軸線Ｓを挟んで両側に略平行に形成される。換言すると、モジュール保持面３６は、モータ部１０の軸方向の端部から立ち上がる方向であって、モータ部１０の軸方向の端部に対して略垂直に形成される。

モジュール保持面３６には、それぞれ半導体モジュール４０が図示しない放熱シートを挟んで、ねじ４９により固定される。これにより、半導体モジュール４０は、モータ部１０に対して縦配置される。ヒートシンク３５は、制御基板３１、パワー基板３２、および、２つの半導体モジュール４０が固定された状態にて、第２フレーム２２にねじ等により固定される。

モータ線１３１、１３２、１３３は、半導体モジュール４０の径方向外側に配置される。モータ線１３１、１３２、１３３は、先端がパワー基板３２を延長した箇所まで延びて形成される。モータ線１３１、１３２、１３３と半導体モジュール４０との間には空間が設けられ、モータ線１３１、１３２、１３３と半導体モジュール４０とは、モータ端子５１、５２、５３以外にて接触しないよう離隔して設けられる。

図２に示すように、半導体モジュール４０は、スイッチング素子４１、モールド部４２、制御端子４５、パワー端子４６、および、モータ端子５１、５２、５３を有する。
スイッチング素子４１は、銅板等の電気伝導性のよい材料で形成される図示しないリードフレームに実装され、巻線１２１の各相への通電を切り替える。
モールド部４２は、１つのインバータを構成する６つのスイッチング素子４１を一体にモールドする。モールド部４２には、半導体モジュール４０をヒートシンク３５に固定するためのねじ４９を挿通するためのねじ穴４３が形成される。本実施形態の駆動装置１は、２つの半導体モジュール４０が設けられ、２組のインバータにより駆動が制御される。
ここで、モータ部１０側となるモールド部４２の面を第１面４２１、モータ部１０の反対側となるモールド部４２の面を第２面４２２とする。

制御端子４５は、モールド部４２の第１面４２１から突出して形成される。換言すると、制御端子４５は、モールド部４２のモータ部１０側に突設される。制御端子４５は、制御端子接続孔３１１に挿通され、はんだ等により制御基板３１と接続される。
パワー端子４６は、モールド部４２の第２面４２２から突出して形成される。パワー端子４６は、パワー端子接続孔３２１に挿通され、はんだ等によりパワー基板３２と接続される。

モータ端子５１、５２、５３は、リードフレームと同様の材料にて形成され、ニッケルめっきが施されている。モータ端子５１、５２、５３は、パワー端子４６と同様、モールド部４２の第２面４２２から突出して形成される。換言すると、パワー端子４６及びモータ端子５１は、モールド部４２のモータ部１０の反対側に突設される。本実施形態では、パワー端子４６およびモータ端子５１は、モールド部４２の厚み方向の位置が同じ位置である端子突出位置Ｔ（図３参照）から突設される。

モータ端子５１、５２、５３は、ヒートシンク３５と反対側（図２における紙面手前側）に折り曲げられ、それぞれ巻線１２１の各相に対応して設けられるモータ線１３１、１３２、１３３とはんだ等により接続される。本実施形態では、モータ端子５１とモータ線１３１とが接続され、モータ端子５２とモータ線１３２とが接続され、モータ端子５３とモータ線１３３とが接続される。

モータ端子５１は、折り曲げ位置５１３にて先端側がヒートシンク３５と反対側となるように折り曲げられる。ここで、折り曲げ位置５１３のモールド部４２側を突出部５１１、先端側をリード部５１２とする。

突出部５１１は、モールド部４２の第２面４２２から略垂直に突出する。
リード部５１２の先端には、モータ線１３１と接続される接続部５１４が形成される。接続部５１４には、モータ線１３１が挿通される挿通孔５１５が設けられる。挿通孔５１５には、モータ線１３１が挿通され、はんだ等によりモータ線１３１とモータ端子５１とが接続される。これにより、半導体モジュール４０と巻線１２１とが電気的に接続される。

接続部５１４には、切欠部５１６が形成される。モールド部４２の長手方向の中心線Ｈ側を内側、側面４２３側を外側とすると、切欠部５１６は、外側に形成される。切欠部５１６を形成することにより、モータ端子５１の先端をはんだ浴等に浸漬してコーティングするはんだディップ処理（コーティング処理）を行う場合、浸漬された溶融はんだの表面張力を断つことができるので、溶融はんだが挿通孔５１５に残る不良を発生しにくくする。

モータ端子５２は、左右反転されている以外はモータ端子５１と同様であり、突出部５２１およびリード部５２２から構成され、折り曲げ位置５２３にて折り曲げられる。リード部５２２の先端には、モータ線１３２が挿通される挿通孔５２５が設けられる接続部５２４が形成される。また、接続部５２４には、切欠部５２６が形成される。

モータ端子５３は、リード部５３２の長さがリード部５２２より短い点を除いてモータ端子５２と同様であり、突出部５３１およびリード部５３２から構成され、折り曲げ位置５３３にて折り曲げられる。リード部５３２の先端には、モータ線１３３が挿通される挿通孔５３５が設けられる接続部５３４が形成される。また、接続部５３４には、切欠部５３６が形成される。

図３に示すように、本実施形態では、同一形状の半導体モジュール４０をヒートシンク３５の両側に配置しているので、接続部５１４、５２４、５３４は、モータ部１０の軸線Ｓに対して点対称に配置される。これにより、異なる形状の半導体モジュール４０を用いる場合と比較し、部品の共通化が図れ、部品点数を低減できる。
また、接続部５１４、５２４、５３４は、モータ部１０の軸線Ｓを中心とする同心円Ｃ上に配置される。本実施形態では、接続部５１４、５２４、５３４の少なくとも一部が同心円Ｃ上にあれば、同心円Ｃ上に配置される、とみなす。また、挿通孔５１５の少なくとも一部が同心円Ｃ上となるように構成されることが望ましい。これにより、略環状に形成されるステータ１２に巻回される巻線１２１から引き出されるモータ線１３１、１３２、１３３とモータ端子５１との接続が容易になる。
なお、図３においては、パワー基板３２、モータ線１３１、１３２、１３３およびパワー端子４６等の記載を省略した。また、ヒートシンク３５については、外縁を示し、詳細は省略した。

図４および図５は、モータ線１３１、１３２、１３３とモータ端子５１、５２、５３との配置を説明する模式図である。なお、図４においては、モータ部１０、モータ端子５２、および、モータ線１３２等は省略した。また、図５においては、簡略化のため、モータ端子５１、５２、５３の長さおよび端子間の間隔を揃えて記載している。また、パワー端子４６およびパワー端子接続孔３２１については、一部の記載を省略した。図４および図５に対応する後述の実施形態における図においても同様である。

図４に示すように、本実施形態では、モータ線１３１の垂線Ｐ１とモータ端子５１のリード部５１２とのなす角度である端子角度α１は、０°より大きく形成される。これにより、端子角度α１を０°とする場合と比較し、モータ端子５１の長さが大きくなる。端子角度α１を大きくするほど、モータ端子５１の長さが長くなる。ただし、端子角度α１を大きくすると、挿通孔５１５をモータ線１３１方向に投影した投影領域は小さくなる。挿通孔５１５の投影領域にモータ線１３１の断面の全体が含まれないと、モータ線１３１を挿通孔５１５に挿通しにくい。そこで本実施形態では、端子角度α１は、挿通孔５１５をモータ線１３１方向に投影した投影領域がモータ線１３１の断面の全体が含まれる範囲とする。したがって、端子角度α１は、挿通孔５１５の形状、および、モータ線１３１の断面形状に応じて設定可能である。

同様に、モータ線１３２の垂線とモータ端子５２のリード部５２２とのなす角度である端子角度α２（不図示）は、０°より大きく形成される。本実施形態では、α１＝α２とする。
また、モータ線１３３の垂線Ｐ３とモータ端子５３のリード部５３２とのなす角度である端子角度α３は、０°より大きく形成される。本実施形態では、α３＞α１、α２である。

以下、モータ端子５１、５２、５３と、モータ線１３１、１３２、１３３との接続箇所に係るストレスについて、モータ端子５１およびモータ線１３１を例に説明する。
本実施形態では、アルミ等で形成されるヒートシンク３５に固定される半導体モジュール４０のモータ端子５１と、鉄等で形成されるモータケース１１側から取り出されるモータ線１３１とが、はんだにより接続される。ヒートシンク３５とモータケース１１とが線膨張係数が異なる素材にて形成されると、線膨張率の違いに起因する冷熱ストレスにより、モータ端子５１とモータ線１３１との接続箇所（以下、「はんだ接合部」という。）には、応力が加わる。

低サイクル疲労に関するコフィン−マンソン則（Coffin-Manson rule）によれば、はんだ接合部の歪み量Δεと、破断に至るまでのサイクル数Ｎとの間には式（１）が成り立つ。式中のｊ、ｋは、いずれも正の定数である。
Ｎ＝ｊ×Δε^-k ・・・（１）

式（１）および図６に示すように、はんだ接合部の歪み量Δεが大きくなると、破断に至るまでのサイクル数Ｎが小さくなる。すなわち、はんだ接合部の寿命が短くなる。
また、はんだ接合部の歪み量Δεとモータ端子５１の長さとの関係を図７に示す。図７に示すように、モータ端子５１の長さが大きくなるほど、はんだ接合部の歪み量Δεが小さくなる。そのため、モータ端子５１の長さが大きくなるほど、はんだ接合部が破断に至るまでのサイクル数Ｎが大きくなるので、はんだ接合部の寿命が長くなる。

そこで本実施形態では、図４に示すように、モータ端子５１の長さを確保すべく、モータ線１３１の垂線Ｐとモータ端子５１のリード部５１２とのなす角度である端子角度α１を０°より大きくしている。同様に、モータ線１３２の垂線とモータ端子５２のリード部５２２とのなす角度である端子角度α２、および、モータ線１３３の垂線とモータ端子５３のリード部５３２とのなす角度である端子角度α３を、０°より大きくする。

製品の要求に応じてサイクル数Ｎ（以下適宜、製品要求に応じたサイクル数を「接続寿命」という。）が決まり、式（１）よりはんだ接合部の歪み量Δεが決まる。また、図７より、はんだ接合部の歪み量Δεから、モータ端子５１、５２、５３の長さが決まる。そして、モータ端子５１、５２、５３の長さに応じ、端子角度α１、α２、α３が設定される。
端子角度α１、α２、α３を０°より大きくし、モータ線１３１、１３２、１３３とリード部５１２、５２２、５３２とを角度をもって配置することにより、径方向の体格を大きくすることなくモータ端子５１、５２、５３の長さを接続寿命に応じた所望の大きさとすることができる。

ここで、モータ端子５１、５２、５３とモータ線１３１、１３２、１３３との位置関係について、図３に基づいて説明する。図３中では、モータ線１３１、１３２、１３３を図示していないが、モータ線１３１、１３２、１３３は、接続部５１４、５２４、５３４の挿通孔５１５、５２５、５３５に挿通されるため、同心円Ｃ上にあるとみなす。

図３に示すように、モータ端子５３の端子突出位置Ｔとモータ線１３３との距離が、モータ端子５１、５２の端子突出位置Ｔとモータ線１３１、１３２との距離と比較して短い。
そこで図４に示すように、モータ端子５３のリード部５３２とモータ線１３３の垂線とのなす端子角度α３を、モータ端子５１、５２のリード部５１２、５２２とモータ線１３１、１３２の垂線とのなす端子角度α１、α２よりも大きく形成してもよい。これにより、リード部５３２の長さをより大きくすることができる。

以上詳述したように、本実施形態の駆動装置１は、モータ部１０と、モータ線１３１、１３２、１３３と、半導体モジュール４０と、ヒートシンク３５と、を備える。
モータ部１０は、ステータ１２、ステータ１２に巻回される巻線１２１、および、ステータ１２に対して回転可能に設けられるロータ１４を有する。モータ線１３１、１３２、１３３は、巻線１２１と接続され、モータ部１０の軸方向の一側から取り出される。

半導体モジュール４０は、スイッチング素子４１、モールド部４２、および、モータ端子５１、５２、５３を有する。スイッチング素子４１は、巻線１２１への通電を切り替える。モールド部４２は、スイッチング素子４１をモールドする。モータ端子５１、５２、５３は、モールド部４２から突出して形成され、モータ線１３１、１３２、１３３と接続される。

ヒートシンク３５は、モジュール保持面３６を有し、モータ部１０のモータ線１３１、１３２、１３３が取り出される側に設けられる。モジュール保持面３６は、モータ部１０の軸方向の端部から立ち上がる方向に形成され、半導体モジュール４０が固定される。これにより、半導体モジュール４０は、モータ部１０に対して縦配置される。

モータ端子５１は、折り曲げ位置５１３よりもモールド部４２側である突出部５１１、および、折り曲げ位置５１３よりも先端側であって、モータ線１３１が挿通される挿通孔５１５が形成される接続部５１４を有するリード部５１２から構成される。
モータ端子５２は、折り曲げ位置５２３よりもモールド部４２側である突出部５２１、および、折り曲げ位置５２３よりも先端側であって、モータ線１３２と接続される接続部５２４が形成されるリード部５２２から構成される。
モータ端子５３は、折り曲げ位置５３３よりもモールド部４２側である突出部５３１、および、折り曲げ位置５３３よりも先端側であって、モータ線１３３と接続される接続部５３４が形成されるリード部５３２から構成される。

本実施形態では、モータ線１３１、１３２、１３３に挿通され、はんだ等によりモータ線１３１、１３２、１３３とモータ端子５１、５２、５３とを接続可能であるので、溶接等により接続する場合と比較し、溶接するための治具等を用いるためのツールエリアが不要であり、体格を小型化することができる。

また、モータ線１３１、１３２、１３３の垂線とリード部５１２、５２２、５３２とのなす角度である端子角度α１、α２、α３は、０°より大きい。端子角度α１、α２、α３を０°より大きく形成することにより端子角度が０°である場合と比較し、リード部５１２、５２２、５３２の長さが大きくなる。これにより、はんだ接合部の歪み量Δεが小さくなるので、接続寿命が長くなる。また、同じ接続寿命とした場合、端子角度が０°である場合と比較し、駆動装置１の体格、特に径方向の体格を小型化可能である。

接続部５１４には、モータ線１３１が挿通される挿通孔５１５が形成される。接続部５２４には、モータ線１３２が挿通される挿通孔５２５が形成される。接続部５２４には、モータ線１３３が挿通される挿通孔５３５が形成される。
ここで、端子角度α１、α２、α３が大きくなると、挿通孔５１５、５２５、５３５をモータ線１３１、１３２、１３３の方向に投影した投影領域が小さくなる。そのため、本実施形態では、端子角度α１、α２、α３は、挿通孔５１５、５２５、５３５をモータ線１３１、１３２、１３３方向に投影した投影領域内にモータ線１３１、１３２、１３３の断面の全体が含まれる範囲内とする。これにより。モータ線１３１、１３２、１３３を容易に挿通孔５１５、５２５、５３５に挿通可能である。

半導体モジュール４０は、複数のモータ端子５１、５２、５３を有する。
モータ端子５３がモールド部４２から突出する位置とモータ端子５３と接続されるモータ線１３３との距離は、モータ端子５１、５２がモールド部４２から突出する位置とモータ端子５１、５２と接続されるモータ線１３１、１３２との距離よりも短い。このような場合、モータ端子５３に係る端子角度α３は、モータ端子５１、５２に係る端子角度α１、α２よりも大きい。これにより、モータ線１３３が半導体モジュール４０と近接しており、モールド部４２とモータ線１３３との距離が短い場合であっても、要求される接続寿命に応じ、リード部５３２を適切な長さとすることができる。

接続部５１４、５２４、５３４は、モータ部１０の軸方向の一側から見たたとき、モータ部１０の軸線Ｓを中心とする同心円Ｃ上に配置される。これにより、例えば環状に形成されるステータ１２に巻回される巻線１２１からモータ線１３１、１３２、１３３が垂直に取り出されるとき、モータ線１３１、１３２、１３３と半導体モジュール４０とを接続しやすくなる。また、駆動装置１の径方向における体格を小型化できる。
なお、接続部５１４、５２４、５３４の軸方向における位置は、同じでもよいし、異なっていてもよい。

また、２つの半導体モジュール４０は、ヒートシンク３５を挟んで両側に設けられる。接続部５１４、５２４、５３４は、モータ部１０の軸線Ｓに対して点対称に配置される。これにより、同じ形状の半導体モジュール４０を用いることができるので、部品を共通化することができる。
モジュール保持面３６は、モータ部１０の軸線Ｓに対して平行に形成される。これにより、駆動装置１の径方向における体格を小型化できる。

駆動装置１は、ヒートシンク３５のモータ部１０側に固定され、半導体モジュール４０のモールド部４２から突出する制御端子４５が挿入される制御端子接続孔３１１が形成される制御基板３１を備える。
また、駆動装置１は、ヒートシンク３５のモータ部１０の反対側に固定され、半導体モジュール４０のモールド部４２から突出するパワー端子４６が挿入されるパワー端子接続孔３２１が形成されるパワー基板３２を備える。
本実施形態では、制御端子接続孔３１１およびパワー端子接続孔３２１は、円形に形成される。これにより、制御端子接続孔３１１およびパワー端子接続孔３２１を例えば長円形に形成する場合と比較し、制御基板３１およびパワー基板３２を小型化可能であり、装置全体の小型化に寄与する。

なお、制御端子４５およびパワー端子４６が「基板端子」に対応し、制御基板３１およびパワー基板３２が「基板」に対応し、制御端子接続孔３１１およびパワー端子接続孔３２１が「基板端子接続孔」に対応する。また、モータ端子５３が「第１モータ端子」に対応し、モータ端子５１、５２が「第２モータ端子」に対応する。また、端子角度α３が「第１モータ端子に係る端子角度」に対応し、端子角度α１、α２が「第２モータ端子に係る端子角度」に対応する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による駆動装置を図８および図９に示す。図８および図９は、第１実施形態の図４および図５に対応する図である。なお、図８においては、モータ端子５３およびモータ線１３３は省略した。以下の実施形態についても同様である。
本実施形態では、ヒートシンク３５のモジュール保持面３７は、モータ部１０側が外側、モータ部１０と反対側が内側となるように、モータ部１０の軸線Ｓに対して傾斜して形成される。これにより、ヒートシンク３５を例えばダイカストにより製造する場合、ヒートシンク３５を金型から適切に抜き出せ、また切削等の追加工程が不要となる。
なお、モジュール保持面３７が傾斜しても、モジュール保持面３７は、モータ部１０の軸方向の端部から立ち上がる方向に形成されており、半導体モジュール４０は、モータ部１０に対して縦配置されている、と捉えられる。

パワー基板３２には、パワー端子接続孔３２２が形成される。パワー端子接続孔３２２は、パワー端子４６が突出するパワー端子突出位置からパワー端子４６が延びる位置に形成される。
本実施形態では、モジュール保持面３７が傾斜して形成されているので、パワー端子４６は、パワー端子接続孔３２２に対し、非垂直に挿入される。そのため、パワー端子接続孔３２２は、パワー端子４６の傾斜方向（紙面左右方向）の長さが、パワー端子４６の傾斜方向に対して垂直方向（紙面上下方向）の長さよりも大きい略長円形状に形成される。
また、制御基板３１に形成される制御端子接続孔３１２は、パワー端子接続孔３２２と同様、モジュール保持面３７の傾斜方向が長径となる長円形状に形成される。

本実施形態では、制御端子接続孔３１２およびパワー端子接続孔３２２は、制御端子４５およびパワー端子４６が傾斜する傾斜方向の長さが、当該傾斜方向に対する垂直方向の長さよりも大きく形成される。これにより、制御基板３１に対して制御端子４５が傾斜している場合であっても、制御端子４５を制御端子接続孔３１２に挿入しやすくなる。また、パワー基板３２に対してパワー端子４６が傾斜している場合であっても、パワー端子４６をパワー端子接続孔３２２に挿入しやすくなる。そのため、組み付けの作業性が向上する。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、制御端子接続孔３１２およびパワー端子接続孔３２２が「基板端子接続孔」に対応する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による駆動装置を図１０および図１１に示す。図１０および図１１は、第１実施形態の図４および図５に対応する図であり、本実施形態ではパワー端子４６およびパワー端子接続孔３２２が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。

パワー基板３２に形成されるパワー端子接続孔３２３は、パワー端子４６がモールド部４２から突出する端子突出位置Ｔよりも内側に形成される。本実施形態のパワー端子接続孔３２３は、略円形に形成される。
パワー端子４６には、先端側がモールド部側よりもヒートシンク３５側となるように折り曲げられる曲げ部４６５を有する。ここでいう「ヒートシンク側」とは、図１０に示すように、モジュール保持面３７よりも内側であることも含むものとする。
本実施形態では、曲げ部４６５は、先端側がパワー基板３２と略垂直であって、パワー端子接続孔３２３に挿通可能な箇所となるように形成される。これにより、パワー端子４６をパワー端子接続孔３２３に挿入しやすくなり、組み付けの作業性が向上する。また、パワー端子接続孔３２３をパワー端子突出位置よりも内側に形成可能であるので、パワー基板３２を小型化可能であり、ひいては装置全体の小型化に寄与する。

本実施形態では、パワー端子４６の先端側がパワー基板３２と略垂直に形成されるので、パワー端子接続孔３２３は、第２実施形態と同様、略円形に形成される。このように構成しても、パワー基板３２を小型化できる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、パワー端子接続孔３２３が「基板端子接続孔」に対応する。

本実施形態では、制御基板３１および制御端子４５は第２実施形態と同様であるが、本実施形態のパワー基板３２およびパワー端子４６と同様、制御端子接続孔３１２を制御端子突出位置よりも内側に形成し、制御端子４５にパワー端子４６と同様の曲げ部を設けてもよい。この場合、制御端子接続孔３１２を、パワー端子接続孔３２３と同様、略円形としてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による駆動装置を図１２に示す。第４実施形態は、第３実施形態の変形例であって、制御端子４５が異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態の制御端子４５は、円弧状に折り曲げられた円弧部４５５を有する。円弧部４５５を形成することにより、制御端子４５を制御端子接続孔３１２に挿入しやすくなり、組み付けの作業性が向上する。また、はんだ接合部に加わる応力が緩和される。
また、円弧部４５５の先端側が制御基板３１の制御端子接続孔３１２に対して略垂直となるように形成し、制御端子接続孔３１２を略円形に形成してもよい。この場合、円弧部４５５が「曲げ部」に対応する。
これにより、同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
（ア）上記実施形態では、２つの半導体モジュールは、ヒートシンクを挟んで両側に設けられる。他の実施形態では、半導体モジュールの数は、２つに限らず、いくつであってもよい。
（イ）上記実施形態の半導体モジュールは、６つのスイッチング素子が一体にモールドされる。他の実施形態では、スイッチング素子の数は６つに限らず、いくつであってもよい。また、スイッチング素子に加え、電源リレーやモータリレー等の各種リレーや、シャント抵抗等、他の電子部品を一体にモールドしてもよい。

（ウ）上記実施形態では、半導体モジュールに３つのモータ端子が設けられる。他の実施形態では、半導体モジュールに設けられるモータ端子の数は、３つに限らず、いくつであってもよい。
また、上記実施形態では、モータ端子５３は、モータ端子５１、５２と長さが異なる。他の実施形態では、全てのモータ端子が同じ長さであってもよいし、全てのモータ端子が異なる長さであってもよい。

（エ）また、上記実施形態では、端子角度α３は、端子角度α１、α２より大きく形成される。他の実施形態では、モータ端子の長さによらず、端子角度は等しくてもよい。
また、他の実施形態では、全てのモータ端子のリード部とモータ線とのなす角度である端子角度は、０°より大きく形成される。他の実施形態では、例えば、最も短いモータ端子のリード部とモータ線とのなす角度を０°より大きくし、他のモータ端子のリード部とモータ線とのなす角度を０°とする、といった具合にモータ端子が複数ある場合、少なくとも１つのモータ端子に係る端子角度が０°より大きければ、他のモータ端子に係る端子角度は０°であってもよい。

（オ）上記実施形態では、接続部に形成される切欠部は、外側に形成される。他の実施形態では、切欠部は、外側に限らず、いずれの箇所に形成してもよい。また、切欠部を形成しなくてもよい。

（カ）上記実施形態では、モータ線はモータ部から垂直に引き出される。他の実施形態では、モータ線をモータから傾斜させて引き出してもよい。例えば、モータ線がヒートシンクのモジュール保持面から離れる方向に傾斜させて引き出せば、さらにモータ端子を長くすることができるので、接続部のはんだ歪み量が低減され、接続寿命を長くすることができる。上記実施形態では、モータ線の断面は四角形状である角線である。他の実施形態は、モータ線は、断面が円形である丸線等、どのようなものを用いてもよい。

（キ）上記実施形態では、制御基板およびパワー基板が設けられる。その実施形態では、基板は１枚であれば、２枚に限らず何枚であってもよい。また上記実施形態では、制御基板に形成される制御端子接続孔、および、パワー基板に形成されるパワー端子接続孔は、円形または長円形であった。他の実施形態では、制御端子接続孔およびパワー端子接続孔は、どのような形状であってもよい。

また、上記実施形態では、パワー基板は、外縁がパワー端子突出位置よりも外側となるように形成される。他の実施形態では、特に第３実施形態にように、パワー端子に曲げ部を設ける場合、図１３に示すように、パワー基板３２の外縁が、端子突出位置Ｔよりも内側となるように形成してもよい。これにより、パワー基板を小型化可能であり、装置全体の小型化に寄与する。制御基板についても同様である。

（ク）上記実施形態では、駆動装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、駆動装置を電動パワーステアリング装置以外に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・駆動装置
１０・・・モータ部
３１・・・制御基板（基板）
３２・・・パワー基板（基板）
３５・・・ヒートシンク
４０・・・半導体モジュール
４５・・・制御端子（基板端子）
４６・・・パワー端子（基板端子）
５１、５２、５３・・・モータ端子
１３１、１３２、１３３・・・モータ線

Claims (11)

1. ステータ（１２）、前記ステータに巻回される巻線（１２１）、および、前記ステータに対して回転可能に設けられるロータ（１４）を有するモータ部（１０）と、
   前記巻線と接続され、前記モータ部の軸方向の一側から取り出されるモータ線（１３１、１３２、１３３）と、
   前記巻線への通電を切り替えるスイッチング素子（４１）、前記スイッチング素子をモールドするモールド部（４２）、および、前記モールド部から突出して形成され前記モータ線と接続されるモータ端子（５１、５２、５３）を有する半導体モジュール（４０）と、
   前記モータ部の軸方向の端部から立ち上がる方向に形成され前記半導体モジュールが固定されるモジュール保持面（３６、３７）を有し、前記モータ部の前記モータ線が取り出される側に設けられるヒートシンク（３５）と、
   を備え、
   前記モータ端子は、折り曲げ位置（５１３、５２３、５３３）よりも前記モールド部側である突出部（５１１、５１２、５１３）、および、前記折り曲げ位置よりも先端側であって前記モータ線が挿通される挿通孔（５１５、５２５、５３５）が形成される接続部（５１４、５２４、５３４）を有するリード部（５１２、５２２、５２３）から構成され、
   前記モータ線の垂線と、当該モータ線と接続される前記モータ端子の前記リード部とのなす角度である端子角度は、０°より大きいことを特徴とする駆動装置（１）。
2. 前記端子角度は、前記挿通孔をモータ線方向に投影した投影領域内に前記モータ線の断面の全体が含まれる範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記半導体モジュールは、複数の前記モータ端子（５１、５２、５３）を有し、
   第１の前記モータ端子である第１モータ端子（５３）が前記モールド部から突出する位置と前記第１モータ端子と接続される前記モータ線（１３３）との距離が、第２の前記モータ端子である第２モータ端子（５１、５２）が前記モールド部から突出する位置と前記第２モータ端子と接続される前記モータ線（１３１、１３２）との距離よりも短い場合、前記第１モータ端子に係る前記端子角度は、前記第２モータ端子に係る前記端子角度よりも大きい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. 前記接続部は、前記モータ部の軸方向の一側から見たとき、前記モータ部の軸線を中心とする同心円上に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. ２つの前記半導体モジュールは、前記ヒートシンクを挟んで両側に設けられ、
   前記接続部は、前記モータ部の軸線に対して点対称に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 前記モジュール保持面（３７）は、前記モータ部の軸線に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
7. 前記モジュール保持面（３６）は、前記モータ部の軸線に対して平行に形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
8. 前記ヒートシンクの前記モータ部側または前記モータ部の反対側に固定され、前記半導体モジュールの前記モールド部から突出する基板端子（４５、４６）が挿入される端子接続孔（３１１、３１２、３２１、３２２、３２３）が形成される基板（３１、３２）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動装置。
9. 前記端子接続孔（３１２、３２２）は、前記基板端子が傾斜する傾斜方向の長さが当該傾斜方向に対する垂直方向の長さよりも大きく形成されることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記端子接続孔（３１１、３２１、３２３）は、円形に形成されることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
11. 前記基板端子（４６）は、先端側が前記モールド部側よりも前記ヒートシンク側となるように折り曲げられる曲げ部（４６５）を有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置。

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