JP2016036245A - 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コモンモードノイズを低減可能な駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ECU40の基板41は、フレーム部材20に固定される。発熱素子は、基板41のフレーム部材20側の面である発熱素子実装面42に実装され、フレーム部材20に対して放熱可能に設けられる。マイコン81、コンデンサ87およびチョークコイルから構成される電子部品は、基板41のフレーム部材20と反対側の面である電子部品実装面43に実装される。給電用コネクタ96は、基板41とバッテリとを接続する。また、バッテリのグランド端子と接続される電源グランドラインとフレーム部材20とは、基板41、および、給電用コネクタ96を経由して導通可能に接続される。これにより、コモンモードノイズを低減可能である。【選択図】 図3

Description

本発明は、駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
従来、車両に搭載される電動モータにおいて、コイルとモータケースとの間がコンデンサとして機能することで、モータケースがノイズ源となることがある。例えば特許文献1では、モータケースおよびヒートシンクと車体フレームとを接続することで、発生するノイズをコモンモード経路にて逃がしている。
特開平4−355602号公報
特許文献1では、モータケースおよびヒートシンクと車体フレームとを接続することでコントローラ側へのノイズは低減され、その分、装置外へ漏れるノイズが増大する。また、モータケースおよびヒートシンクから装置外へ漏れるノイズは、コモンモードノイズであって、どのような経路で車体グランドへ伝播されるかはわからない。そのため、モータケースおよびヒートシンクから装置外へ漏れるノイズがラジオのアンテナ等に伝播し、ラジオノイズの原因となる虞がある。
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、コモンモードノイズを低減可能な駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
本発明の駆動装置は、回転電機と、コントローラ保持部材と、コントローラと、給電用コネクタと、を備える。
回転電機は、ステータ、ロータ、および、シャフトを有する。ステータには、巻線が巻回される。ロータは、ステータに対して相対回転可能に設けられる。シャフトは、ロータと共に回転する。
コントローラ保持部材は、回転電機の一方の端部に設けられる。
コントローラは、基板、発熱素子、および、電子部品を有する。基板は、コントローラ保持部材に固定される。発熱素子は、基板のコントローラ保持部材側の面である発熱素子実装面に実装され、コントローラ保持部材に対して放熱可能に設けられる。電子部品は、基板のコントローラ保持部材と反対側の面である電子部品実装面に実装される。
給電用コネクタは、基板と電源とを接続する。
電源のグランド端子と接続されるグランドラインとコントローラ保持部材とは、基板および給電用コネクタを経由して導通可能に接続される。
本発明では、コントローラ保持部材が、基板および給電用コネクタを経由し、電源のグランド端子と接続されるグランドライン(以下適宜、「電源グランドライン」という。)と接続される。これにより、コントローラ保持部材と基板の間の浮遊容量を経路としたノイズが発生しても、給電用コネクタを介して電源グランドラインに戻るため、この浮遊容量に起因するノイズをノーマルモードノイズとみなすことができる。すなわち、本発明では、浮遊容量に起因しコモンモードノイズとなり得るノイズを、ノーマルモードノイズとして電源側に回収している、といえる。
したがって、コモンモードノイズが低減されるため、コモンモードノイズに対する対策を省略、或いは、簡略化することができる。また、例えば車載ラジオを備える車両に駆動装置を搭載した場合、コントローラ保持部材を経由し、駆動装置の外部へ漏れるノイズを低減可能であるので、駆動装置からのノイズ漏れに起因するラジオノイズを低減することができる。
本発明の第1実施形態によるパワーステアリングシステムを示す概略構成図である。 本発明の第1実施形態による駆動装置の回路構成を示す模式図である。 本発明の第1実施形態による駆動装置の断面図である。 本発明の第1実施形態による駆動装置の側面図である。 図4のV方向の矢視図である。 図4のVI方向の矢視図である。 本発明の第1実施形態による駆動装置の分解斜視図である。 本発明の第1実施形態による駆動装置の分解斜視図である。 本発明の第1実施形態によるECUの側面図である。 図9のX方向の矢視図である。 図9のXI方向の矢視図である。 本発明の第1実施形態の駆動装置におけるノイズ伝播経路を説明する説明図である。 本発明の第2実施形態による駆動装置の断面図である。 本発明の第2実施形態による駆動装置の側面図である。 図14のXV方向の矢視図である。 図14のXVI方向の矢視図である。
以下、本発明による駆動装置、および、電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による駆動装置、および、電動パワーステアリング装置を図1〜図12に示す。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。
図1に示すように、駆動装置1は、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置8に適用される。駆動装置1は、回転電機としてのモータ10と、モータ10の駆動制御に係るコントローラとしてのECU40とが一体に形成される。
図1は、電動パワーステアリング装置8を備えるステアリングシステム100の全体構成を示すものである。ステアリングシステム100は、操舵部材としてのハンドル101、コラム軸102、ピニオンギア104、ラック軸105、車輪106、および、電動パワーステアリング装置8等から構成される。
ハンドル101は、コラム軸102と接続される。コラム軸102には、運転者がハンドル101を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ103が設けられる。コラム軸102の先端には、ピニオンギア104が設けられ、ピニオンギア104はラック軸105に噛み合っている。ラック軸105の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪106が設けられる。
これにより、運転者がハンドル101を回転させると、ハンドル101に接続されたコラム軸102が回転する。コラム軸102の回転運動は、ピニオンギア104によりラック軸105の直線運動に変換され、ラック軸105の変位量に応じた角度に一対の車輪106が操舵される。
電動パワーステアリング装置8は、動力伝達部としての減速ギア9、および、駆動装置1を備える。電動パワーステアリング装置8は、トルクセンサ103から取得される操舵トルクや、図示しないCAN(Controller Area Network)から取得される車速等の信号に基づき、ハンドル101の操舵を補助するための補助トルクをモータ10から出力し、減速ギア9を介してコラム軸102に伝達する。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置8は、モータ10にて発生したトルクにてコラム軸102の回転をアシストする、所謂「コラムアシスト」であるが、ラック軸105の駆動をアシストする、所謂「ラックアシスト」としてもよい。換言すると、本実施形態では、コラム軸102が「駆動対象」であるが、ラック軸105を「駆動対象」としてもよい、ということである。
次に、電動パワーステアリング装置8の電気的構成を図2に基づいて説明する。なお、図2においては、煩雑になることを避けるため、一部の制御線等を省略している。
モータ10は、三相ブラシレスモータであって、後述するステータ12に巻回される第1巻線組13および第2巻線組14を有する。第1巻線組13は、U相コイル131、V相コイル132、および、W相コイル133から構成される。第2巻線組14は、U相コイル141、V相コイル142、および、W相コイル143から構成される。本実施形態では、第1巻線組13および第2巻線組14が「巻線」に対応する。
ECU40は、いずれも後述の基板41に実装される第1インバータ部50、第2インバータ部60、電源リレー71、72、逆接保護リレー73、74、制御部80、回転角センサ85、コンデンサ86、87、コイル部材としてのチョークコイル89等を備える。本実施形態では、ECU40を構成する電子部品は、1枚の基板41に実装される。これにより、複数の基板によりECU40を構成する場合と比較し、部品点数を低減可能であるとともに、小型化が可能である。
第1インバータ部50は、6つのスイッチング素子(以下、「SW素子」という。)51〜56がブリッジ接続されており、第1巻線組13への通電を切り替える。第2インバータ部60は、6つのSW素子61〜66がブリッジ接続されており、第2巻線組14への通電を切り替える。
本実施形態のSW素子51〜56、61〜66は、MOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)であるが、IGBT等の他の素子を用いてもよい。
本実施形態では、SW素子51〜56、61〜66が、「駆動素子」に対応する。
第1インバータ部50の高電位側に配置されるSW素子51、52、53は、ドレインが電源としてのバッテリ109の正極側に接続され、ソースが低電位側に配置されるSW素子54、55、56のドレインに接続される。SW素子54、55、56のソースは、電流検出素子57、58、59を経由してバッテリ109の負極側に接続される。高電位側のSW素子51、52、53と低電位側のSW素子54、55、56との接続点は、それぞれU相コイル131、V相コイル132、W相コイル133に接続される。
第2インバータ部60の高電位側に配置されるSW素子61、62、63は、ドレインがバッテリ109の正極側に接続され、ソースが低電位側に配置されるSW素子64、65、66のドレインに接続される。SW素子64、65、66のソースは、電流検出素子67、68、69を経由してバッテリ109の負極側に接続される。高電位側のSW素子61、62、63と低電位側のSW素子64、65、66との接続点は、それぞれU相コイル141、V相コイル142、W相コイル143に接続される。
電流検出素子57、58、59は、第1巻線組13の各相に対応してSW素子54〜56の低電位側に設けられ、第1巻線組13の各相に通電される電流を検出する。
電流検出素子67、68、69は、第2巻線組14の各相に対応してSW素子64〜66の低電位側に設けられ、第2巻線組14の各相に通電される電流を検出する。
本実施形態の電流検出素子57〜59、67〜69は、シャント抵抗である。
電源リレー71は、バッテリ109と第1インバータ部50との間に設けられ、バッテリ109と第1インバータ部50との間における電流を導通または遮断する。電源リレー72は、バッテリ109と第2インバータ部60との間に設けられ、バッテリ109と第2インバータ部60との間における電流を導通または遮断する。
逆接保護リレー73は、電源リレー71と第1インバータ部50との間に設けられる。逆接保護リレー74は、電源リレー72と第2インバータ部60との間に設けられる。逆接保護リレー73、74は、寄生ダイオードの向きが電源リレー71、72と反対向きとなるように接続され、バッテリ109が逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、ECU40を保護する。
本実施形態では、電源リレー71、72および逆接保護リレー73、74は、いずれもMOSFETであるが、IGBT等の他の素子を用いてもよい。
制御部80は、マイコン81、および、集積回路部品であるASIC82等を有する。
マイコン81は、トルクセンサ103や回転角センサ85等からの信号に基づき、第1巻線組13および第2巻線組14への通電に係る指令値を演算する。
ASIC82は、プリドライバ、信号増幅部、および、レギュレータ等から構成される。プリドライバは、指令値に基づいて駆動信号を生成し、生成された駆動信号を第1インバータ部50および第2インバータ部60に出力する。詳細には、プリドライバは、生成された駆動信号を、SW素子51〜56、61〜66のゲートに出力する。SW素子51〜56、61〜66が駆動信号に従ってスイッチング動作することで、第1インバータ部50および第2インバータ部60から第1巻線組13および第2巻線組14に指令値に応じた交流電流が通電される。これにより、モータ10が駆動される。
信号増幅部は、電流検出素子57〜59、67〜69の検出信号(本実施形態では両端電圧)や、回転角センサ85の検出値を増幅し、マイコン81に出力する。また、レギュレータは、マイコン81等に供給される電圧を安定化させる安定化回路である。
回転角センサ85は、磁気検出素子により構成され、後述するシャフト16の他端162に設けられるマグネット18が回転することによる回転磁界を検出することにより、ロータ15の回転角度を検出する。
コンデンサ86は、第1インバータ部50と並列に接続される。コンデンサ87は、第2インバータ部60と並列に接続される。本実施形態では、コンデンサ86、87は、アルミ電解コンデンサであって、リレー71〜74のインバータ部50、60側に設けられる。また、チョークコイル89は、バッテリ109とコンデンサ86、87の正極側との間に接続される。本実施形態では、チョークコイル89は、リレー71〜74のバッテリ109側に設けられる。本実施形態では、コンデンサ86、87は、アルミ電解コンデンサである。また、チョークコイル89は、ノーマルモードコイルである。
コンデンサ86、87およびチョークコイル89は、フィルタ回路を構成し、バッテリ109を共有する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、駆動装置1からバッテリ109を供給する他の装置に伝わるノイズを低減する。また、コンデンサ86、87は、電荷を蓄えることで、第1インバータ部50および第2インバータ部60への電力供給を補助する。
バッテリ109のグランド端子は、グランドラインに接続される。以下、バッテリ109のグランド端子と接続されるグランドラインを「電源グランドライン500」という。
本実施形態では、第1巻線組13に対応して設けられる第1インバータ部50、電源リレー71、逆接保護リレー73、および、コンデンサ86を、第1系統201とする。また、第2巻線組14に対応して設けられる第2インバータ部60、電源リレー72、逆接保護リレー74、および、コンデンサ87を、第2系統202とする。すなわち、モータ10は、複数系統(本実施形態では2系統)にて駆動制御される。
次に、駆動装置1の構造について図3〜図11に基づいて説明する。以下適宜、モータ10の軸方向を単に「軸方向」といい、モータ10の径方向を単に「径方向」という。なお、図3は、図5のIII−III線の断面図である。
図3〜図8に示すように、駆動装置1は、モータ10、コントローラ保持部材としてのフレーム部材20、ECU40、および、給電用コネクタ96等を備える。
図3に示すように、モータ10は、ケース部材としてのモータケース11、ステータ12、第1巻線組13、第2巻線組14、ロータ15、および、シャフト16等を有する。
モータケース11は、底部111、および、筒部114を有し、例えばアルミ等の金属により有底筒状に形成される。本実施形態のモータケース11は、アルミにより形成され、表面はアルマイト処理がなされている。モータケース11は、底部111がECU40と反対側、開口側がECU40側となるように配置される。本実施形態では筒部114が「回転電機の筒部」であり、筒部114を軸方向に投影した領域を「モータ領域」とする。
底部111の略中央には、シャフト16の一端161が挿通される軸孔112が形成される。また、底部111には、ベアリング166が嵌合する。
筒部114の開口側には、フレーム部材20を固定するための固定部116が径方向外側に突出して形成される。固定部116には、ねじ孔117が形成される。本実施形態の固定部116は、等間隔で3箇所に設けられる。
ステータ12は、例えば鉄等の磁性材の薄板を積層してなる積層部、および、積層部の軸方向外側に形成されるインシュレータを有し、モータケース11の内側に固定される。ステータ12の積層部に用いる薄板の枚数は、モータ10に要求される出力に応じて変更可能である。これにより、軸方向の長さを変更することで、径方向の大きさを変更することなく、モータ10の出力を変更可能である。
第1巻線組13および第2巻線組14は、ステータ12のインシュレータに巻回される。第1巻線組13からは、相毎にモータ線135が取り出される。第2巻線組14からは、相毎にモータ線145が取り出される。モータ線135、145は、モータケース11からECU40側に取り出される(図7参照)。
第1モータ線135は、第1U相モータ線136、第1V相モータ線137、および、第1W相モータ線138から構成され、電源リレー71、72側から、第1U相モータ線136、第1V相モータ線137、第1W相モータ線138の順に配列される。
また、第2モータ線145は、第2U相モータ線146、第2V相モータ線147、および、第2W相モータ線148から構成され、電源リレー71、72側から、第2W相モータ線148、第2V相モータ線147、第2U相モータ線146の順に配列される。
第1U相モータ線136と第2U相モータ線146、第1V相モータ線137と第2V相モータ線147、第1W相モータ線138と第2W相モータ線148とは、後述する軸中心Oに対し、点対称に配置される。また、第1U相モータ線136と第1W相モータ線138とは、第1V相モータ線137に対して対称に配置される。同様に、第2U相モータ線146と第2W相モータ線148とは、第2V相モータ線147を挟んで対称に配置される。
これにより、第1モータ線135からの磁束漏れと第2モータ線145からの磁束漏れとが相殺される。また、モータ10の軸中心Oに実装される回転角センサ85における磁束漏れの影響を低減でき、検出誤差を低減することができる。
ここで、「対称」とは、磁束漏れを相殺できる程度であれば、製造上の誤差程度は許容されるものとする。
ロータ15は、ロータコア151および永久磁石152を有する。ロータコア151は、例えば鉄等の磁性材により略円筒状に形成され、ステータ12と同軸となるようにステータ12の径方向内側に設けられる。永久磁石152は、ロータコア151の径方向外側に設けられ、N極とS極とが交互となるように構成される。
シャフト16は、例えば金属により棒状に形成され、ロータコア151の軸中心に固定される。シャフト16は、モータケース11の底部111に設けられるベアリング166、および、フレーム部材20に設けられるベアリング167に軸受され、回転可能に支持される。これにより、シャフト16はロータ15とともに回転可能となる。なお、ロータ15の外壁と、ステータ12の内壁との間には、エアギャップが形成される。
シャフト16の一端161は、モータケース11の底部111に形成される軸孔112に挿通され、モータケース11の外部に突出する。シャフト16の一端161には、減速ギア9(図1参照)と接続される図示しない出力端が設けられる。これにより、ロータ15およびシャフト16の回転により生じるトルクが、減速ギア9を経由してコラム軸102に出力される。
シャフト16の他端162には、マグネット18を保持するマグネット保持部17が設けられる。
図3および図7等に示すように、フレーム部材20は、例えばアルミ等の熱伝導性のよい金属により形成され、モータケース11の開口側を塞ぐように、筒部114の径方向内側に挿入される。ここで、フレーム部材20のモータ10側の面をモータ側端面21、ECU40側の面をECU側端面31とする。
フレーム部材20の略中央には、軸孔23が形成される。軸孔23には、シャフト16の他端162側が挿通される。これにより、シャフト16の他端162に設けられるマグネット18がECU40側に露出する。また、フレーム部材20には、ベアリング167が嵌合する。
また、フレーム部材20には、モータ線135が挿通されるモータ線挿通孔24、および、モータ線145が挿通されるモータ線挿通孔25が形成される。これにより、モータ線135、145は、ECU40側に取り出される。
フレーム部材20には、モータケース11の固定部116に対応する箇所(本実施形態では3箇所)において径方向外側に突出する固定部26が形成される。固定部26には、スルーホール27が形成される。固定部材としてのフレーム固定ねじ38は、スルーホール27に挿通され、ねじ孔117に螺着される。これにより、フレーム部材20がモータケース11に固定される。
ここで、固定部116のECU40側の面を第1当接面118とし、固定部26のモータ10側の面を第2当接面268とする。本実施形態では、モータケース11の表面はアルマイト処理されているが、第1当接面118については、例えば切削加工等により、導電可能な状態にする。本実施形態では、第1当接面118および第2当接面268が、「ケース部材とコントローラ保持部材との導通箇所」である。
本実施形態では、フレーム固定ねじ38の締付によって第1当接面118と第2当接面268とを密着させる。これにより、モータケース11とフレーム部材20とは、電気的に接続される。さらに、このフレーム固定ねじ38が導体であれば、フレーム固定ねじ38を介した電気接続も期待ができる。
フレーム部材20の径方向外側であって、固定部26よりも底部111側には、Oリング溝29が形成され、Oリング39がOリング溝29と筒部114との間に嵌め込まれる。これにより、モータケース11とフレーム部材20との間からモータ10の内部への水滴等の浸入が防止される。
フレーム部材20のECU側端面31には、基板固定部32、リレー収容室33、34、ASIC収容室35、端子逃がし溝36、および、接着溝37が形成される。
図3、図7〜図11に示すように、ECU40は、フレーム部材20を挟んでモータ10と反対側であって、モータ10と略同軸、かつ、モータ領域内に概ね収まるように設けられる。
ECU40は、各種電子部品が実装される基板41を有する。
基板41は、モータ領域内に収まる形状に形成される。本実施形態では、フレーム部材20のECU側端面31に形成される接着溝37の径方向内側に収まる形状に形成される。すなわち本実施形態では、基板41に実装され、ECU40を構成するSW素子51〜56、61〜66、電流検出素子57〜59、67〜69、コンデンサ86、87、および、チョークコイル89が、モータ領域内に収まっている。
ここで、基板41のモータ10側の面を発熱素子実装面42、モータ10と反対側の面を電子部品実装面43とする。
図8および図10等に示すように、発熱素子実装面42には、SW素子51〜56、61〜66、電流検出素子57〜59、67〜69、電源リレー71、72、逆接保護リレー73、74、ASIC82、および、回転角センサ85等が表面実装される。なお、図10においては、回転角センサ85を省略した。また、図11において、ASIC82のモールド部が配置される領域を破線で示す。
回転角センサ85は、発熱素子実装面42に略中心であって、フレーム部材20から露出するマグネット18と対向する箇所に実装される。ここで、シャフト16の軸線および軸線の延長線をモータ10の軸中心Oとすると、回転角センサ85は、発熱素子実装面42の軸中心Oに実装される(図3参照)。
第1インバータ部50を構成するSW素子51〜56が実装されるおよび電流検出素子57〜59第1領域R1は、第2インバータ部60を構成するSW素子61〜66および電流検出素子67〜69が実装される第2領域R2とは、モータ10の軸中心Oを挟んで反対側に配置される。本実施形態では、SW素子51〜56とSW素子61〜66とは、モータ10の軸中心Oを通る直線を挟んで線対称に配置される。相配置については、相配置については、第1インバータ部50は電源リレー71に近い側から、U相、V相、W相の順に、第2インバータ部60は電源リレー72に近い側から、W相、V相、U相の順に、点対称の関係で配置されている。本実施形態では、第2系統202の相配列は、第1系統の相配列と逆順になっている。
これにより、インピーダンスを低減可能であるとともに、基板41における各相の配線長のばらつきが低減されるので、各相のインピーダンスのばらつきを均等にすることができる。なお、ここでいう「対称」とは、インピーダンスを低減可能な程度であって、製造誤差等は許容されるものとする。
また、高電位側に接続されるSW素子51〜53の外側には、低電位側に接続されるSW素子54〜56が配置され、さらにその外側に電流検出素子57〜59が配置される。同様に、高電位側に接続されるSW素子61〜63の外側には、低電位側に接続されるSW素子64〜66が配置され、さらにその外側に電流検出素子67〜69が配置される。
発熱素子実装面42に実装されるSW素子51〜56、61〜66、電流検出素子57〜59、67〜69、電源リレー71、72、逆接保護リレー73、74、および、ASIC82は、図示しない放熱ゲルを介してフレーム部材20のECU側端面31に放熱可能な状態で当接する。これにより、SW素子51〜56、61〜66、電流検出素子57〜59、67〜69、電源リレー71、72、逆接保護リレー73、74、および、ASIC82にて生じた熱は、放熱ゲルを経由して、フレーム部材20に放熱される。なお、図3等において、ASIC82とフレーム部材20とが離間して見えるのは、放熱ゲルが省略されているためである。
すなわち、本実施形態では、SW素子51〜56、61〜66、電流検出素子57〜59、67〜69、電源リレー71、72、逆接保護リレー73、74、および、ASIC82が、発熱素子70を構成する。
なお、SW素子51〜56、61〜66および逆接保護リレー73、74と比較して体格の大きい素子で構成される電源リレー71、72は、フレーム部材20のECU側端面31に形成されるリレー収容室33、34に収容される。また、SW素子51〜56、61〜66および逆接保護リレー73、74と比較して体格の大きい素子で構成されるASIC82は、フレーム部材20のECU側端面31に形成されるASIC収容室35に収容される。
本実施形態では、モータ10の軸方向の一方の端部に設けられるフレーム部材20が、モータ10の外郭としての機能、ECU40を保持する機能、および、発熱素子70の熱を放熱するヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。これにより、ヒートシンクを別途に設ける場合と比較し、部品点数を低減可能であり、装置全体としての体格を小型化可能である。
図7および図11等に示すように、電子部品実装面43には、マイコン81、コンデンサ86、87およびチョークコイル89等が実装される。本実施形態では、マイコン81、コンデンサ86、87、および、チョークコイル89が「電子部品」に対応する。
マイコン81は、ASIC82が実装される領域の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。
コンデンサ86は、第1インバータ部50を構成するSW素子51〜56等が実装される第1領域R1の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。また、コンデンサ87は、第2インバータ部60を構成するSW素子61〜66等が実装される第2領域R2の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。コンデンサ86、87を、インバータ部50、60の裏側に配置することで、ノイズ低減効果が高まる。
本実施形態では、比較的大型の電子部品であるコンデンサ86、87およびチョークコイル89を電子部品実装面43側に実装することで、基板41とフレーム部材20とを近接した状態にて配置可能である。これにより、発熱素子実装面42側に実装される発熱素子70の熱をフレーム部材20に背面放熱させることができる。
第1領域R1よりも径方向外側には、モータ線挿通部44が形成される。モータ線挿通部44には、モータ線135が挿通される。また、第2領域R2よりも径方向外側には、モータ線挿通部45が形成される。モータ線挿通部45には、モータ線145が挿通される。
電子部品実装面43において、モータ線挿通部44、45が形成される箇所には、導電性のよい金属等により形成されるモータ線接続部46が設けられる。モータ線接続部46は、圧入部を有し、この圧入部にモータ線135、145が圧入されると、プレスフィットにより、モータ線135、145と基板41とが電気的に接続される。
基板41の基板固定部32に対応する箇所には、孔部48が形成される。基板固定ねじ49(図7および図8参照)は、導電可能な素材で形成され、孔部48に挿入され、フレーム部材20の基板固定部32に螺着される。基板固定ねじ49の軸力により、基板41は、フレーム部材20に密着固定され電気的にも接続される。フレーム固定ねじ38と同様、基板固定ねじ49が導体であれば、基板固定ねじ49を介した電気接続も期待できる。
孔部48は、基板41のグランドパターンが形成される領域に形成される。基板41のグランドパターンは、給電用コネクタ96を経由して、電源グランドライン500と電気的に接続される。
また上述のように、モータケース11とフレーム部材20とは、フレーム固定ねじ38を経由して電気的に接続される。したがって、モータケース11およびフレーム部材20は、基板固定ねじ49、基板41、および、給電用コネクタ96を経由して、電源グランドライン500に電気的に接続される。
図3〜図5、図7および図8に示すように、カバー部材90は、カバー本体91、給電用コネクタ96、および、信号用コネクタ97を有し、基板41の電子部品実装面43側を覆うように形成される。
カバー本体91の周壁92の端部には、挿入部921が形成される。挿入部921は、フレーム部材20の接着溝37に挿入され、接着剤により固定される。これにより、フレーム部材20とカバー部材90との間からの水滴等の浸入が防止される。
カバー本体91の略中央には、コンデンサ収容部93が形成される。コンデンサ収容部93は、モータ10と反対側に突出して形成され、コンデンサ86、87を収容する。コンデンサ収容部93には、呼吸穴94が形成される。呼吸穴94は、フィルタ部材95により塞がれる。フィルタ部材95は、水を通さず、空気を通す素材にて形成される。これにより、温度変化に伴う駆動装置1内部の圧力変化を抑制する。
給電用コネクタ96および信号用コネクタ97(以下適宜、「コネクタ96、97」という。)は、カバー本体91からモータ10と反対側に突出して形成される。本実施形態では、コネクタ96、97は、カバー本体91と一体に形成される。
給電用コネクタ96は、開口部961がモータ10と反対側の端部に形成され、軸方向端部側からバッテリ109と接続される図示しないハーネスを接続可能に形成される。また、給電用コネクタ96は、基板41と接続される給電コネクタ端子962を有する。給電コネクタ端子962は、基板41に形成される端子挿通孔965に挿通され、はんだ等により基板41と接続される。これにより、ECU40は、バッテリ109と接続される。
信号用コネクタ97は、開口部971がモータ10と反対側の端部に形成され、開口部971から図示しないハーネスを接続可能に形成される。本実施形態では、信号用コネクタ97は、2つ形成され、一方の信号用コネクタ97には、トルクセンサ103と接続されるハーネスが接続され、他方の信号用コネクタ97には、CANと接続されるハーネスが接続される。また、信号用コネクタ97は、基板41と接続される信号コネクタ端子972を有する。信号コネクタ端子972は、基板41に形成される端子挿通孔975に挿通され、はんだ等により基板41に接続される。これにより、ECU40には、トルクセンサ103からの情報、および、CANからの情報が入力される。
なお、給電コネクタ端子962および信号コネクタ端子972(以下適宜、「端子962、972」という。)の先端は、フレーム部材20のECU側端面31に形成される端子逃がし溝36に挿入され、端子962、972とフレーム部材20とが短絡しないように構成される。
コネクタ96、97は、軸方向において、基板41を挟んでモータ10と反対側であって、軸方向端部に形成される。また、コネクタ96、97は、軸方向から見たとき、モータ領域内であって、コンデンサ86、87の径方向外側に設けられる。すなわち、軸方向から見たとき、コンデンサ86、87が設けられる領域と、コネクタ96、97が設けられる領域とが重複しないように配置されている。また、コンデンサ収容部93の高さ(すなわち軸方向長さ)は、コネクタ96、97の高さより小さい。
これにより、コンデンサ86、87が設けられる領域とコネクタ96、97が設けられる領域とが重複する場合と比較し、駆動装置1の径方向における体格を大型化することなく、軸方向における体格を最小限に抑えることができる。
ここで、駆動装置1におけるノイズ伝播経路を図12に基づいて説明する。図12は、駆動装置1の回路図と断面図とを組み合わせた模式的な図であり、第2インバータ部60、電流検出素子57〜59、電源リレー71、72および逆接保護リレー73、74等は省略した。また、図12において基板41を示す矩形の内部に示される電子部品は、基板41に実装されていることを意味する。さらにまた、浮遊容量C11、C12、ならびに、モータケース11、フレーム部材20、フレーム固定ねじ38および基板固定ねじ49により構成されるノイズ伝播経路を破線で示す。
図12に示すように、ロータ15およびシャフト16を便宜上「モータ部」とし、モータケース11およびステータ12を便宜上「ケース」とすると、モータ部とケースとの間のエアギャップには、浮遊容量C11が生じる。また、フレーム部材20と基板41との間には、浮遊容量C12が生じる。
浮遊容量C11、C12が生じると、モータ部の駆動やSW素子51〜56、61〜66のスイッチング等により生じたノイズが、浮遊容量C11、C12を介してモータケース11に伝播される。モータケース11に伝播されたノイズは、コモンモードノイズとなり、車体グランド等を経由してバッテリ109に伝播される虞がある。また、モータケース11を経由して駆動装置1の外部(例えば車体等)にノイズが伝播されると、図示しない車載ラジオのアンテナに伝播され、ラジオノイズの原因となる虞がある。
そこで本実施形態では、モータケース11およびフレーム部材20と、電源グランドライン500とを電気的に接続しているので、浮遊容量C11、C12は、電源グランドライン500と電気的に接続される。
これにより、浮遊容量C11、C12に起因するノイズをノーマルモードノイズとみなすことができるので、ノーマルモードコイルであるチョークコイル89およびコンデンサ87、88により形成されるフィルタ回路にて浮遊容量C11、C12に起因するノイズを低減可能である。また、コモンモードノイズを低減するためのコイル等の構成を省略することができる。さらにまた、コモンモードノイズが低減され、モータケース11およびフレーム部材20を介して駆動装置1の外部に漏れるノイズが低減されるので、ラジオノイズを低減することができる。
特に本実施形態では、モータケース11は、フレーム部材20との導通部分を除き、絶縁処理であるアルマイト処理がなされている。そのため、モータケース11から車体グランドへ至る経路と比較し、モータケース11からフレーム部材20、基板41および給電用コネクタ96を経由して電源グランドライン500へ至る経路の方が、相対的にインピーダンスが小さくなる。したがって、モータケース11およびフレーム部材20を介して駆動装置1の外部に漏れるコモンモードノイズをより低減することができる。
なお、モータケース11から電源グランドライン500へ至る経路のインピーダンスが最小となるように、ノイズ伝播経路が最短となる箇所にフレーム固定ねじ38および基板固定ねじ49を配置することが望ましい。
以上詳述したように、駆動装置1は、モータ10と、フレーム部材20と、ECU40と、給電用コネクタ96と、を備える。
モータ10は、ステータ12、ロータ15、および、シャフト16を有する。ステータ12は、第1巻線組13および第2巻線組14が巻回される。ロータ15は、ステータ12に対して相対回転可能に設けられる。シャフト16は、ロータ15とともに回転する。
フレーム部材20は、モータ10の一方の端部に設けられる。
ECU40は、基板41、発熱素子70、および、電子部品を有する。
基板41は、フレーム部材20に固定される。発熱素子70は、基板41のフレーム部材20側の面である発熱素子実装面42に実装され、フレーム部材20に対して放熱可能に設けられる。マイコン81、コンデンサ86、87およびチョークコイル89を含む電子部品は、基板41のフレーム部材20と反対側の面である電子部品実装面43に実装される。
給電用コネクタ96は、基板41とバッテリ109とを接続する。また、バッテリ109のグランド端子と接続される電源グランドライン500とフレーム部材20とは、基板41および給電用コネクタ96を経由して導通可能に接続される。
本実施形態では、フレーム部材20が、基板41および給電用コネクタ96を経由し、電源グランドライン500と接続される。これにより、フレーム部材20と基板41と間の浮遊容量C12を経路としたノイズが発生しても、給電用コネクタ96を介して電源グランドライン500に戻るため、浮遊容量C12に起因するノイズをノーマルモードノイズとみなすことができる。すなわち、本実施形態では、浮遊容量C12に起因しコモンモードノイズとなり得るノイズをノーマルモードノイズとしてバッテリ109側に回収している。
したがって、コモンモードノイズが低減されるため、コモンモードノイズに対する対策を省略、或いは、簡略化することができる。また、例えば車載ラジオを備える車両に駆動装置1を搭載した場合、フレーム部材20を経由し、駆動装置1の外部へ漏れるノイズを低減可能であるので、駆動装置1からのノイズ漏れに起因するラジオノイズを低減することができる。
電子部品実装面43に実装される電子部品は、フィルタ回路を構成するコンデンサ86、87およびチョークコイル89を含む。チョークコイル89は、ノーマルモードノイズを低減するノーマルモードコイルである。これにより、駆動装置1におけるノーマルモードノイズを適切に低減することができる。
モータ10は、ステータ12の径方向外側に設けられる筒部114を有するケース部材をさらに有する。
筒部114と電源グランドライン500とは、フレーム部材20、基板41、および、給電用コネクタ96を経由して導通可能に接続される。
これにより、モータ部とケースとの間のエアギャップに生じる浮遊容量C11が電源グランドライン500に電気的に接続されるため、浮遊容量C11に起因するノイズをノーマルモードノイズとみなすことができる。すなわち、本実施形態では、浮遊容量C11に起因しコモンモードノイズとなり得るノイズをノーマルモードノイズとしてバッテリ109側に回収している。
これにより、コモンモードノイズがより低減される。
本実施形態では、モータケース11とフレーム部材20とは、別体で形成される。モータケース11におけるフレーム部材20と当接する面である第1当接面118と、フレーム部材20におけるモータケース11と当接する面である第2当接面268とは、面接触により導通可能に当接する。
モータケース11とフレーム部材20とを別体とし、発熱素子70が放熱可能となるようにフレーム部材20を加工することで、加工が容易になる。また、モータケース11とフレーム部材20とを面接触により導通可能に当接させることにより、太い電気的導通経路が構成されるため、浮遊容量C11、C12に起因しコモンモードノイズとなり得るノイズを、ノーマルモードノイズとして、バッテリ109側に確実に回収し、駆動装置1の外部へ漏れるノイズをより低減することができる。また、筐体であるモータケース11とフレーム部材20とを導通させることで、浮遊容量C11、C12に起因するノイズをバッテリ109側に回収しているので、浮遊容量C11、C12とバッテリ109とを接続するための配線等を別途に設ける場合と比較し、部品点数を低減することができる。
モータケース11とフレーム部材20とは、フレーム固定ねじ38により導通可能に固定される。モータケース11とフレーム部材20とをフレーム固定ねじ38にて固定することにより、フレーム固定ねじ38の軸力により、モータケース11とフレーム部材20とを確実に導通させることができる。また、フレーム固定ねじ38が導体で形成されれば、フレーム固定ねじを介した電気的接続も期待でき、より太い電気的経路にて、浮遊容量C11、C12に起因するノイズをバッテリ109側に回収することができるので、駆動装置1の外部へ漏れるノイズをより低減することができる。
また、フレーム固定ねじ38は、複数設けられ、等間隔で配置される。これにより、モータケース11とフレーム部材20との間におけるインピーダンスを均等に低減することができる。
モータケース11において、フレーム部材20との導通箇所以外の箇所には、絶縁処理がなされている。これにより、コモンモードノイズの経路となる箇所のインピーダンスが大きくなるので、コモンモードノイズとして駆動装置1から漏れるノイズを低減することができる。
発熱素子70およびマイコン81等の電子部品は、モータ10の筒部114、詳細にはモータケース11の筒部114を軸方向に投影した投影領域内に配置される。これより、駆動装置1の径方向における体格を小型化することができる。
本実施形態の駆動装置1は、電動パワーステアリング装置8に適用される。すなわち、電動パワーステアリング装置8は、駆動装置1と、モータ10から出力されたトルクをコラム軸102に伝達する減速ギア9と、を備え、モータ10のトルクによりコラム軸102を駆動することで、運転者によるハンドル101の操舵を補助する。
本実施形態の駆動装置1は、モータ10とECU40とが同軸に設けられ、軸方向における体格が小型化されており、かつ、モータ領域内に装置全体の大部分が収まるように構成されている。これにより、搭載スペースが狭い箇所にも搭載可能となる。また、駆動装置1から外部に漏れるコモンモードノイズが低減されるので、ラジオノイズを低減することができる。
また、本実施形態の駆動装置1は、モータケース11とフレーム部材20との間にOリング39が設けられており、また、フレーム部材20とカバー部材90とが接着剤にて固定されており、防水構造となっている。そのため、駆動装置1をエンジンルームへ搭載してもよく、例えばラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置にも好適に適用可能である。
(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13〜図16に示す。なお、図13は、図15のXIII−XIII線の断面図である。
本実施形態の駆動装置2は、回転電機としてのモータ210、および、コントローラとしてのECU40とが一体に形成される。
モータ210は、モータケース211およびフレーム部材230が上記実施形態と異なる。
モータケース211は、底部220、および、筒部214を有し、例えばアルミ等の熱伝導性のより金属により有底円筒状に形成される。本実施形態では、底部220がECU40側、開口側がECU40と反対側となるように配置される。
筒部214の開口側には、フレーム部材230を固定するための固定部216が径方向外側に突出して形成される。固定部216には、ねじ孔217が形成される。固定部216は、等間隔で3箇所に設けられる。
底部220の略中央には、シャフト16の他端162が挿通される軸孔221が形成される。軸孔221には、シャフト16の他端162が挿通される。これにより、シャフト16の他端162に設けられるマグネット18がECU40側に露出する。また、底部220には、ベアリング167が嵌合する。
また、底部220には、モータ線135、145が挿通される図示しないモータ線挿通孔が形成される。これにより、モータ線135、145は、ECU40側に取り出される。
底部220の底面225には、図示しない基板固定部が形成され、基板41が基板固定ねじ49により固定される。また、基板41のグランドパターンとモータケース211とは、基板固定ねじ49の軸力により、密着固定され電気的にも接続される。
これにより、モータケース211は、基板固定ねじ49、基板41、および、給電用コネクタ96を経由して、電源グランドライン500に電気的に接続される。
また、基板41の発熱素子実装面42に実装される発熱素子70は、放熱ゲルを介して底部220の底面225に背面放熱可能に設けられる。
底面225の基板41の径方向外側には、接着溝226が形成される。接着溝226にカバー部材90の挿入部921が挿入されて接着剤により接着されることで、カバー部材90がモータケース211に固定される。カバー部材90は、上記実施形態と同様、コネクタ96、97と一体に形成される。
また、底面225には、図示しない逃がし溝が形成され、逃がし溝には、給電コネクタ端子962および信号コネクタ端子972の先端が挿入され、端子962、972とモータケース211とが短絡しないように構成される。
フレーム部材230は、例えばアルミ等の金属により形成され、モータケース211の開口側を塞ぐように、筒部214の径方向内側に挿入される。
フレーム部材230の略中央には、シャフト16の一端161が挿通される軸孔231が形成される。また、フレーム部材230には、ベアリング166が嵌合する。
フレーム部材230には、固定部216に対応する箇所(本実施形態では3箇所)において径方向外側に突出する固定部233が形成される。固定部233にはスルーホール234が形成される。フレーム固定ねじ238は、スルーホール234に挿通され、ねじ孔217に螺着される。これにより、フレーム部材230がモータケース211に固定される。
フレーム部材230の径方向外側であって、固定部233よりも底部220側には、Oリング溝235が形成され、Oリング39がフレーム部材230と筒部214との間に嵌め込まれる。これにより、モータ210内部への水滴等の浸入を防止する。
本実施形態では、モータケース211の底部220がECU40側となるように設けられ、発熱素子70が背面放熱可能となるように、底部220に基板41が固定される。すなわち本実施形態では、底部220が、「コントローラ保持部材」に対応し、モータ210の外郭としての機能、ECU40を保持する機能、および、発熱素子70の熱を放熱するヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。これにより、ヒートシンクを別途に設ける場合と比較し、部品点数を低減可能であり、装置全体としての体格を小型化可能である。
また、筒部214と一体に形成される底部220に発熱素子70の熱を放熱させるので、上記実施形態のように、発熱素子70をモータケース11とは別部材のフレーム部材20に放熱させる場合と比較し、筒部214までの熱抵抗が小さく、放熱に係る表面積を大きくすることができるため、より高効率に放熱させることができる。
モータケース211は、基板固定ねじ49、基板41および給電用コネクタ96を経由し、電源グランドライン500と接続される。したがって、モータ部とモータケース211の筒部214との間の浮遊容量C21、および、モータケース211の底部220と基板41との間の浮遊容量C22は、基板41を経由して電源グランドライン500と接続される。これにより、浮遊容量C21、C22に起因するノイズをノーマルモードノイズとみなすことができ、上記実施形態と同様の効果を奏する。
なお、浮遊容量C21、C22は、図9中の浮遊容量C11、C12に対応するものであって、図中への記載を省略した。
また、本実施形態では、モータケース211の筒部214と、基板41と接続される底部220とが一体に形成されている。これにより、別部材で形成する場合と比較し、筒部214から電源グランドライン500へ至る経路のインピーダンスをより低減することができるので、駆動装置2の外部に漏れるノイズをより低減することができる。
また、フレーム部材230をアルマイト処理することで、モータケース211からボディグランドへ至る経路と比較し、モータケース211から基板41および給電用コネクタ96を経由して電源グランドライン500へ至る経路のインピーダンスが相対的に小さくなるので、駆動装置1の外部に漏れるコモンモードノイズをより低減することができる。
本実施形態では、コントローラ保持部である底部220は、筒部214と一体に形成される。
これにより、筒部214と底部220との間のインピーダンスをより低減することができるので、駆動装置2の外部へ漏れるノイズをより低減することができる。また、底部220と筒部214との間の熱抵抗が低減され、発熱素子70の放熱に係る表面積が大きくなるので、発熱素子70により生じた熱をより高効率に放熱させることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(他の実施形態)
(ア)コントローラ保持部材
上記第1実施形態では、フレーム部材は、フレーム固定ねじによりモータケースに固定される。他の実施形態では、フレーム部材とモータケースとを導通可能に固定できる部材であれば、ねじに限らす、どのような部材を用いて固定してもよい。また、固定部の数は、3つに限らず、いくつであってもよく、また必ずしも対称配置されていなくてもよい。また、他の実施形態では、圧入により、フレーム部材をモータケースに固定してもよい。この場合、モータケースの内周壁とフレーム部材の外周壁とが当接し、圧入の力でモータケースとフレーム部材とを面接触により導通可能に当接させるようにしてもよい。この場合、モータケースの内周面が「第1当接面」に対応し、フレーム部材の外周面が「第2当接面」に対応する。フレーム部材を圧入固定することで、部品点数を低減することができる。また、径方向における体格を小型化することができる。
また、上記第2実施形態のように、モータケースの底部が「コントローラ保持部材」である場合、モータケースとフレーム部材とを導通させる必要はなく、モータケースとフレーム部材との固定方法は、どのような方法であってもよい。
さらにまた、上記実施形態の駆動装置は、筒部を有するモータケースを備える。他の実施形態では、モータケースを省略してもよい。具体的には、例えばモータのECUと反対側にフロントフレームエンドを設け、モータのECU側にコントローラ保持部材であるリアフレームエンドを設け、フロントフレームエンドとリアフレームエンドとを、ステータを挟んだ状態にてスルーボルトで締結する、といった具合である。この場合、リアフレームエンドが「コントローラ保持部材」に対応する。モータケースが省略される場合、ステータを「回転電機の筒部」とみなし、ステータを軸方向に投影した領域を「モータ領域」としてもよい。すなわち、回転電機の筒部は、モータケースの筒部、または、ステータとすることができる。
(イ)基板の固定
上記実施形態では、基板は、基板固定ねじにより、フレーム部材またはモータケースの底部に固定される。他の実施形態では、基板のグランドパターンとフレーム部材またはモータケースとを導通可能に固定できる部材であれば、ねじに限らず、どのような部材を用いて固定してもよい。
(ウ)ECU
上記実施形態では、ECUは、インバータ部およびリレーは、2組ずつ設けられる。他の実施形態では、インバータ部および電源リレーを3組以上設けてもよい。また、上記実施形態では、電源リレーおよび逆接保護リレーは、半導体素子により構成される。他の実施形態では、電源リレーをメカリレーにより構成してもよい。この場合、逆接保護リレーは省略可能である。また、電源リレーをメカリレーとする場合、基板の電子部品実装面に実装することが好ましい。
他の実施形態では、基板に実装される各種電子部品の配置は、上記実施形態における配置に限らず、どのように配置してもよい。
上記実施形態では、基板にモータ線との接続に用いられる金属片が実装され、プレスフィットにて基板とモータ線とが接続される。他の実施形態では、基板とモータ線との接続は、プレスフィットに限らず、例えばはんだ等、どのような方法で接続してもよい。
(エ)コネクタ部
上記実施形態では、コネクタ部は、1つの給電用コネクタ、および、2つの信号用コネクタから構成される。他の実施形態では、これらのコネクタの一部または全部を複数設けてもよい。これらのコネクタは、それぞれ別個に設けてもよいし、一部または全部を一体に形成してもよい。
また、コネクタは、開口部が軸方向外側を向く構成に限らず、例えば径方向外側を向くように構成してもよい。さらにまた、上記実施形態では、コネクタは、基板のモータと反対側に設けられる。他の実施形態では、コネクタは、基板のモータ側に設けてもよい。
また、上記実施形態では、コネクタ部は、カバー部材と一体に形成される。他の実施形態では、コネクタ部とカバー部材とを別体としてもよい。
(オ)カバー部材
上記実施形態では、カバー部材は接着剤にてフレーム部材に固定される。他の実施形態では、カバー部材のフレーム部材への固定方法は、これに限らず、例えばねじ等で固定する等、どのように固定してもよい。
(カ)ケース部材
上記実施形態では、ケース部材において、フレーム部材との当接面以外の箇所は、アルマイト処理がなされている。他の実施形態では、絶縁処理はアルマイト処理に限らず、どのような処理としてもよい。また、絶縁処理を省略してもよい。
また、フレーム部材についても、ケース部材との当接面以外の箇所は、絶縁処理を施してもよい。
(オ)駆動装置
上記実施形態では、回転電機は三相ブラシレスモータである。他の実施形態では、回転電機は、三相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータであってもよい。また、回転電機は、モータ(電動機)に限らず、発電機であってもよいし、電動機および発電機の機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであってもよい。また、巻線は、2系統に限らず、3系統以上設けてもよい。
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の装置に適用してもよい。
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、2・・・駆動装置
8・・・電動パワーステアリング装置
10、210・・・モータ(回転電機)
20・・・フレーム部材(コントローラ保持部材)
40・・・ECU(コントローラ)
41・・・基板
96・・・給電用コネクタ
109・・・バッテリ(電源)
220・・・底部(コントローラ保持部材)
500・・・電源グランドライン(グランドライン)

Claims (10)

  1. 巻線(13、14)が巻回されるステータ(12)、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(15)、および、前記ロータと共に回転するシャフト(16)を有する回転電機(10、210)と、
    前記回転電機の一方の端部に設けられるコントローラ保持部材(20、220)と、
    前記コントローラ保持部材に固定される基板(41)、前記基板の前記コントローラ保持部材側の面である発熱素子実装面(42)に実装され前記コントローラ保持部材に対して放熱可能に設けられる発熱素子(70)、および、前記基板の前記コントローラ保持部材と反対側の面である電子部品実装面(43)に実装される電子部品(81、86、87、89)を有するコントローラ(40)と、
    前記基板と電源(109)とを接続する給電用コネクタ(96)と、
    を備え、
    前記電源のグランド端子と接続されるグランドライン(500)と前記コントローラ保持部材とは、前記基板および前記給電用コネクタを経由して導通可能に接続されることを特徴とする駆動装置。
  2. 前記電子部品は、フィルタ回路を構成するコンデンサ(86、87)およびコイル部材(89)を含み、
    前記コイル部材は、ノーマルモードノイズを低減するノーマルモードコイルであることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記回転電機は、前記ステータの径方向外側に設けられる筒部(114、214)を有するケース部材(11、211)をさらに有し、
    前記筒部と前記グランドラインとは、前記コントローラ保持部材、前記基板および前記給電用コネクタを経由して導通可能に接続され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. 前記ケース部材(11)と前記コントローラ保持部材(20)とは、別体で形成され、
    前記ケース部材における前記コントローラ保持部材と当接する面である第1当接面(118)と、前記コントローラ保持部材における前記ケース部材と当接する面である第2当接面(268)とは、面接触により導通可能に当接することを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
  5. 前記ケース部材と前記コントローラ保持部材とは、固定部材(38)により導通可能に固定されることを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
  6. 前記固定部材は、複数設けられ、等間隔で配置されることを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。
  7. 前記コントローラ保持部材(220)は、前記筒部(214)と一体に形成されることを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
  8. 前記ケース部材および前記コントローラ保持部材の少なくとも一方において、前記ケース部材と前記コントローラ保持部材との導通箇所(118、218)以外の箇所には、絶縁処理がなされていることを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の駆動装置。
  9. 前記発熱素子および前記電子部品は、前記回転電機の筒部(114、214)を軸方向に投影した投影領域内に配置されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の駆動装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の駆動装置(1、2)と、
    前記回転電機から出力されたトルクを駆動対象(102)に伝達する動力伝達部(9)と、
    を備え、
    前記回転電機のトルクにより前記駆動対象を駆動することで、運転者による操舵部材(101)の操舵を補助することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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US14/812,415 US9461522B2 (en) 2014-07-31 2015-07-29 Drive unit and electric power steering device including the drive unit
CN201510460245.7A CN105322724B (zh) 2014-07-31 2015-07-30 驱动单元和包括驱动单元的电动助力转向装置
DE102015214470.4A DE102015214470A1 (de) 2014-07-31 2015-07-30 Ansteuereinheit und die ansteuereinheit aufweisende elektrische servolenkungsvorrichtung

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018007417A (ja) * 2016-07-01 2018-01-11 株式会社デンソー モータ装置
JP2019205237A (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2020195236A (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 株式会社デンソー 電動ステアリング装置
US10923992B2 (en) 2018-07-25 2021-02-16 Denso Corporation Drive device and electric power steering device using same
JP2021048734A (ja) * 2019-09-20 2021-03-25 日本電産株式会社 電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6160576B2 (ja) 2014-07-31 2017-07-12 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6597362B2 (ja) * 2016-02-12 2019-10-30 株式会社デンソー 電子制御ユニット、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6680054B2 (ja) * 2016-04-06 2020-04-15 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
WO2018062511A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 日本電産エレシス株式会社 モータ駆動装置及び電動パワーステアリングシステム
JP6576576B2 (ja) * 2016-10-25 2019-09-18 三菱電機株式会社 電力制御装置、電動機、空気調和機、および電動機の製造方法
CN110140284B (zh) * 2016-12-28 2022-06-28 日本电产株式会社 马达和电动助力转向装置
CN108945085A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 上海海拉电子有限公司 一种电动助力转向系统
CN110771015B (zh) * 2017-06-01 2022-03-11 马勒国际有限公司 具有集成电力电子器件的电机
WO2019064895A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 日本電産株式会社 モータ
US10793183B2 (en) * 2017-12-22 2020-10-06 Trw Automotive U.S. Llc Torque overlay steering apparatus
JP6907992B2 (ja) * 2018-04-10 2021-07-21 株式会社デンソー 駆動装置および駆動ユニット
EP3796760A4 (en) * 2018-05-14 2021-05-26 Mitsubishi Electric Corporation ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC POWER STEERING EQUIPPED WITH AN ELECTRONIC DEVICE
DE102018113302A1 (de) * 2018-06-05 2019-12-05 Thyssenkrupp Ag Elektromechanische Kraftfahrzeuglenkung aufweisend mittels eines kegelförmigen Pressverbands verbundene Gehäuseteile
US11585707B2 (en) * 2018-06-08 2023-02-21 Lg Innotek Co., Ltd. Sensing device for reducing contact amount between a stator and a housing to reduce noise
JP7222221B2 (ja) * 2018-11-06 2023-02-15 株式会社ジェイテクト 制御装置及びモータ装置
JP7207155B2 (ja) * 2019-05-17 2023-01-18 株式会社デンソー 冗長回路装置
JP7147683B2 (ja) 2019-05-17 2022-10-05 株式会社デンソー 電力変換装置
JP7172849B2 (ja) * 2019-05-17 2022-11-16 株式会社デンソー 電力変換装置
CN211139447U (zh) * 2019-08-30 2020-07-31 博世华域转向系统有限公司 一种改进的电动助力转向驱动模块
JP7021383B1 (ja) 2021-04-23 2022-02-16 ナブテスコ株式会社 操舵装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010006088A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Mitsubishi Electric Corp 電動式パワーステアリング装置
JP2011041415A (ja) * 2009-08-17 2011-02-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電力変換装置
JP2011250489A (ja) * 2010-05-21 2011-12-08 Denso Corp 駆動装置
JP2012080653A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Fujitsu General Ltd Dcブラシレスモータおよび、それを用いた電気機器
WO2013065577A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 株式会社ミツバ ブラシレスモータ
JP2014131463A (ja) * 2012-11-30 2014-07-10 Denso Corp 駆動装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3164836B2 (ja) 1991-05-31 2001-05-14 本田技研工業株式会社 電動モータ付き二輪車両
JP4457121B2 (ja) 2007-03-28 2010-04-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動ブレーキ装置
JP5316469B2 (ja) * 2010-04-16 2013-10-16 株式会社デンソー 電動機の駆動装置及びこれを用いた電動装置
CN102005889B (zh) * 2010-12-02 2013-03-27 大连依德斯科技有限公司 一种带有控制功能的无刷直流电机的电驱动设备
JP5338804B2 (ja) * 2010-12-28 2013-11-13 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5725343B2 (ja) * 2011-05-11 2015-05-27 株式会社デンソー 駆動装置
JP5566410B2 (ja) * 2012-01-25 2014-08-06 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2014033541A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Denso Corp 回転電機、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010006088A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Mitsubishi Electric Corp 電動式パワーステアリング装置
JP2011041415A (ja) * 2009-08-17 2011-02-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電力変換装置
JP2011250489A (ja) * 2010-05-21 2011-12-08 Denso Corp 駆動装置
JP2012080653A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Fujitsu General Ltd Dcブラシレスモータおよび、それを用いた電気機器
WO2013065577A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 株式会社ミツバ ブラシレスモータ
JP2014131463A (ja) * 2012-11-30 2014-07-10 Denso Corp 駆動装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018007417A (ja) * 2016-07-01 2018-01-11 株式会社デンソー モータ装置
JP2019205237A (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
US10923992B2 (en) 2018-07-25 2021-02-16 Denso Corporation Drive device and electric power steering device using same
JP2022087330A (ja) * 2018-07-25 2022-06-09 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2020195236A (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 株式会社デンソー 電動ステアリング装置
US11110955B2 (en) 2019-05-29 2021-09-07 Denso Corporation Electric steering device
JP7167857B2 (ja) 2019-05-29 2022-11-09 株式会社デンソー 電動ステアリング装置
JP2021048734A (ja) * 2019-09-20 2021-03-25 日本電産株式会社 電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置
JP7342561B2 (ja) 2019-09-20 2023-09-12 ニデック株式会社 電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置

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