JP6864029B2 - Electric drive - Google Patents
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Description
本発明は電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に係り、特に電子制御装置を内蔵した電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric drive device and an electric power steering device, and more particularly to an electric drive device and an electric power steering device having a built-in electronic control device.
一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御部を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。 In the general industrial machinery field, mechanical control elements are driven by electric motors, but recently, electronic control units consisting of semiconductor elements that control the rotational speed and rotational torque of electric motors are electrically operated. So-called mechanical and electrical integrated electric drive devices that are integrated into the motor are beginning to be adopted.
機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータを制御するため、電子制御部(ECU:Electronic Control Unit)がパワーステアリング装置に設けられている。 As an example of an electric drive device integrated with electromechanics, for example, in an electric power steering device of an automobile, the rotation direction and rotation torque of the steering shaft that is rotated by the driver operating the steering wheel are detected, and the rotation torque is detected. The electric motor is driven so as to rotate in the same direction as the rotation direction of the steering shaft based on the detected value, and the steering assist torque is generated. In order to control this electric motor, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) is provided in the power steering device.
従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開2015−134598号公報(特許文献1)に記載のものが知られている。特許文献1には、電動モータ部と電子制御部とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータ部の電動モータは、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに収納され、電子制御部の電子部品が実装された基板は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたECUハウジングに収納されている。ECUハウジングの内部に収納される基板は、電源回路部、電動モータを駆動制御するMOSFET、或いはIGBT等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部と、パワースイッチング素子を制御する制御回路部を備え、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
As a conventional electric power steering device, for example, the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-134598 (Patent Document 1) is known.
そして、ECUハウジングに収納された電子制御部には、合成樹脂から作られたコネクタ端子組立体を介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が供給されている。コネクタ端子組立体は蓋体として機能しており、ECUハウジングに形成された開口部を塞ぐようにして電子制御部と接続され、また固定ボルトによってECUハウジングの外表面に固定されている。 Then, electric power is supplied from the power supply to the electronic control unit housed in the ECU housing via the connector terminal assembly made of synthetic resin, and detection signals such as the operating state are supplied from the detection sensors. .. The connector terminal assembly functions as a lid, is connected to the electronic control unit so as to close the opening formed in the ECU housing, and is fixed to the outer surface of the ECU housing by a fixing bolt.
尚、この他に電子制御装置を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られているが、以下の説明では代表して電動パワーステアリング装置について説明する。 In addition to this, as an electric drive device integrated with an electronic control device, an electric brake, an electric hydraulic controller for various flood control, etc. are known, but in the following description, the electric power steering device is represented as a representative. explain.
ところで、特許文献1に記載されている電動パワーステアリング装置は自動車のエンジンルーム内に配置されることから、小型に構成されることが必要である。特に最近では自動車のエンジンルーム内は、排気ガス対策機器や安全対策機器等の補機類が多く設置される傾向にあり、電動パワーステアリング装置を含めて各種補機類はできるだけ小型化することや部品点数を低減することが求められている。
By the way, since the electric power steering device described in
そして、特許文献1にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、特に電源回路部、電力変換回路部の熱を外部に放熱するためのヒートシンク部材が、モータハウジングとECUハウジングの間に配置されている。このため、ヒートシンク部材の分だけ余分に軸方向の長さが長くなる傾向になる。また、電源回路部や電力変換回路部を構成する電気部品は発熱量が大きく、小型化する場合はこの熱を効率よく外部に放熱してやる必要がある。したがって、軸方向の長さをできるだけ短くすると共に、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる電動駆動装置が求められている。
In the electric power steering device having the configuration as described in
本発明の目的は、軸方向の長さをできるだけ短くすると共に、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる新規な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel electric drive device and electric power steering device capable of making the length in the axial direction as short as possible and efficiently dissipating the heat of the power supply circuit unit and the power conversion circuit unit to the outside. There is.
本発明の特徴は、電動モータの回転軸の出力部とは反対側のモータハウジングの端面部に、少なくとも電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングに伝熱させる放熱部を形成した、ところにある。 A feature of the present invention is that a heat radiating portion that transfers heat generated at least in the power supply circuit portion and the power conversion circuit portion to the motor housing is formed on the end surface portion of the motor housing on the side opposite to the output portion of the rotating shaft of the electric motor. It's there.
本発明によれば、電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングの端面部に伝熱させることで、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになる。また、モータハウジングは十分な熱容量を有しているので、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる。 According to the present invention, by transferring the heat generated in the power supply circuit section and the power conversion circuit section to the end face portion of the motor housing, the heat sink member can be omitted and the axial length can be shortened. Further, since the motor housing has a sufficient heat capacity, the heat of the power supply circuit section and the power conversion circuit section can be efficiently dissipated to the outside.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and applications are included in the technical concept of the present invention. Is also included in that range.
本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成について図1を用いて簡単に説明する。 Before explaining the embodiment of the present invention, the configuration of the steering device as an example to which the present invention is applied will be briefly described with reference to FIG.
まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置1は図1に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト2の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド3が連結されており、ラックはラックハウジング4に覆われている。そして、ラックハウジング4とタイロッド3との間にはゴムブーツ5が設けられている。
First, a steering device for steering the front wheels of an automobile will be described. The
ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置6が設けられている。即ち、ステアリングシャフト2の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ7が設けられ、トルクセンサ7の検出値に基づいてラックにギヤ10を介して操舵補助力を付与する電動モータ部8と、電動モータ部8に配置された電動モータを制御する電子制御装置(ECU)部9とが設けられている。電動パワーステアリング装置6の電動モータ部8は、出力軸側の外周部の3箇所が図示しないボルトを介してギヤ10に接続され、電動モータ8部の出力軸とは反対側に電子制御部9が設けられている。
An electric
電動パワーステアリング装置6においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト2がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト2の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ7が検出し、この検出値に基づいて制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。この演算された駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト1を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ10を介して図示しないラックへ伝達され、自動車が操舵されるものである。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。
In the electric
上述したように、特許文献1にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、特に電源回路部、電力変換回路部の熱を外部に放熱するためのヒートシンク部材が、モータハウジングとECUハウジングの間に配置されている。このため、ヒートシンク部材の分だけ余分に軸方向の長さが長くなる傾向になる。また、電源回路部や電力変換回路部を構成する電気部品は発熱量が大きく、小型化する場合はこの熱を効率よく外部に放熱してやる必要がある。したがって、軸方向の長さをできるだけ短くすると共に、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる電動駆動装置が求められている。
As described above, in the electric power steering device having the configuration as described in
このような背景から、本実施形態では次のような構成の電動パワーステアリング装置を提案するものである。つまり、本実施形態においては、電動モータの回転軸の出力部とは反対側のモータハウジングの端面部に、少なくとも電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングに伝熱させる放熱部を形成する、構成としたものである。このような構成によれば、電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングの端面部に伝熱させることで、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになる。また、モータハウジングは十分な熱容量を有しているので、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる。 Against this background, the present embodiment proposes an electric power steering device having the following configuration. That is, in the present embodiment, a heat radiating unit that transfers heat generated at least in the power supply circuit unit and the power conversion circuit unit to the motor housing on the end surface portion of the motor housing on the side opposite to the output portion of the rotating shaft of the electric motor. It is a structure that forms. According to such a configuration, by transferring the heat generated in the power supply circuit section and the power conversion circuit section to the end face portion of the motor housing, the heat sink member can be omitted and the axial length can be shortened. .. Further, since the motor housing has a sufficient heat capacity, the heat of the power supply circuit section and the power conversion circuit section can be efficiently dissipated to the outside.
以下、本発明の一実施形態になる電動パワーステアリング装置の具体的な構成について、図2乃至図8を用いて詳細に説明する。尚、図2は本実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体的な構成を示した図面であり、図3は図2に示す電動パワーステアリング装置の構成部品を分解して斜め方向から見た図面であり、図4から図8は各構成部品の組み立て順序にしたがって各構成部品を組み付けていった状態を示す図面である。したがって、以下の説明では、各図面を適宜引用しながら説明を行うものとする。 Hereinafter, a specific configuration of the electric power steering device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8. Note that FIG. 2 is a drawing showing the overall configuration of the electric power steering device according to the present embodiment, and FIG. 3 is a drawing in which the components of the electric power steering device shown in FIG. 2 are disassembled and viewed from an oblique direction. 4 to 8 are drawings showing a state in which each component is assembled according to the assembly order of each component. Therefore, in the following description, the description will be given with reference to each drawing as appropriate.
図2に示すように、電動パワーステアリング装置を構成する電動モータ部8は、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジング11及びこれに収納された図示しない電動モータとから構成され、電子制御部9は、モータハウジング11の軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミ合金等で作られた金属カバー12及びこれに収納された図示しない電子制御組立体から構成されている。
As shown in FIG. 2, the
モータハウジング11と金属カバー12はその対向端面で、接着剤、或いは溶着、或いは固定ボルトによって一体的に固定されている。金属カバー12の内部に収納された電子制御組立体は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部8の電動モータを駆動制御するMOSFET或いはIGBT等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータのコイル入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
The
金属カバー12の端面にはコネクタ端子組立体13が固定ボルトによって固定されている。コネクタ端子組立体13には電力供給用のコネクタ端子形成部13A、検出センサ用のコネクタ端子形成部13B、制御状態を外部機器に送出する制御状態送出用のコネクタ端子形成部13Cを備えている。そして、金属カバー12に収納された電子制御組立体は、合成樹脂から作られた電力供給用のコネクタ端子形成部13Aを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用のコネクタ形成端子部13Bを介して供給され、現在の電動パワーステアリング装置の制御状態信号が制御状態送出用のコネクタ端子形成部13Cを介して送出されている。
The
図3に電動パワーステアリング装置6の分解斜視図を示している。モータハウジング11には内部に円環状の鉄製のサイドヨーク(図示せず)が嵌合されており、このサイドヨーク内に電動モータ(図示せず)が収納されているものである。電動モータの出力部14はギヤを介してラックに操舵補助力を付与している。尚、電動モータの具体的な構造は良く知られているので、ここでは説明を省略する。
FIG. 3 shows an exploded perspective view of the electric
モータハウジング11はアルミ合金から作られており、電動モータで発生した熱や、後述する電源回路部や電力変換回路部で発生した熱を外部大気に放出するヒートシンク部材として機能している。電動モータとモータハウジング11で電動モータ部を構成している。
The
電動モータ部の出力部14の反対側のモータハウジング11の端面部15には電子制御部ECが取り付けられている。電子制御部ECは、電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18から構成されている。モータハウジング11の端面部15は、モータハウジング11と一体的に形成されているが、この他に端面部15だけを別体に形成し、ボルトや溶接によってモータハウジング11と一体化しても良いものである。
An electronic control unit EC is attached to an
ここで、電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18は冗長系を構成するものであり、主電子制御部と副電子制御部の二重系を構成している。そして、通常は主電子制御部によって電動モータが制御、駆動されているが、主電子制御部に異常や故障が生じると、副電子制御部に切り換えられて電動モータが制御、駆動されるようになるものである。
Here, the power
したがって、後述するが、通常は主電子制御部からの熱がモータハウジング11に伝えられ、主電子制御部に異常や故障が生じると、主電子制御部が停止して副電子制御部が作動し、モータハウジング11には副電子制御部からの熱が伝えられるものである。
Therefore, as will be described later, normally, heat from the main electronic control unit is transferred to the
ただ、本実施形態では採用していないが、主電子制御部と副電子制御部を合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動することも可能である。この場合、電動モータの能力は半分となるが、いわゆる「リンプホーム機能」は確保されるようになっている。したがって、通常の場合は、主電子制御部と副電子制御部の熱がモータハウジング11に伝えられるものである。
However, although it is not adopted in this embodiment, the main electronic control unit and the sub electronic control unit are combined to function as a regular electronic control unit, and when an abnormality or failure occurs in one electronic control unit, the other electronic control unit is controlled. It is also possible to control and drive the electric motor with half the capacity of the unit. In this case, the capacity of the electric motor is halved, but the so-called "limp home function" is secured. Therefore, in a normal case, the heat of the main electronic control unit and the sub electronic control unit is transferred to the
電子制御部ECは制御回路部18、電源回路部17、電力変換回路部16、コネクタ端子組立体13から構成されており、端面部15側から離れる方向に向かって、電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18、コネクタ端子組立体13の順序で配置されている。制御回路部18は電力変換回路部16のスイッチング素子を駆動する制御信号を生成するもので、マイクロコンピュータ、周辺回路等から構成されている。電源回路部17は、制御回路部18を駆動する電源及び電力変換回路部16の電源を生成するもので、コンデンサ、コイル、スイッチング素子等から構成されている。電力変換回路部16は、電動モータのコイルに流れる電力を調整するもので、3相の上下アームを構成するスイッチング素子等から構成されている。
The electronic control unit EC is composed of a
電子制御部ECで発熱量が多いのは、主に電力変換回路部16、電源回路部17であり、電力変換回路部16、電源回路部17の熱は、アルミ合金からなるモータハウジング11から放熱されるものである。この構成については、後述する。
The electric power
制御回路部18と金属カバー12の間には、合成樹脂からなるコネクタ端子組立体13が設けられており、車両バッテリ(電源)や電動パワーステアリング装置の現在の制御状態を外部の図示しない他の制御装置と接続されている。もちろん、このコネクタ端子組立体13は、電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18と接続されていることはいうまでもない。
A
金属カバー12は、電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18を収納してこれらを液密的に封止する機能を備えているものであり、本実施形態では溶着によってモータハウジング11に固定されている。この金属カバー12は金属で作られているので、電力変換回路部16、電源回路部17等によって発生した熱を外部に放熱する機能も併せ備えている。
The
次に、図4から図8に基づき各構成部品の構成と組み立て方法について説明する。先ず、図4はモータハウジング11の外観を示しており、図5はその軸方向断面を示している。図4、図5において、モータハウジング11は、筒状の形態に形成されて側周面部11Aと、側周面部11Aの一端を閉塞する端面部15と、側周面部11Aの他端を閉塞する端面部19とから構成されている。本実施形態では、モータハウジング11は有底円筒状であり、側周面部11Aと端面部15は一体的に形成されている。また、端面部19は、蓋の機能を備えており、側周面部11Aに電動モータを収納した後に側周面部11Aの他端を閉塞するものである。
Next, the configuration and assembly method of each component will be described with reference to FIGS. 4 to 8. First, FIG. 4 shows the appearance of the
図5にあるように、側周面部11Aの内部には、鉄心にコイル20が巻回されたステータ21が嵌合されており、このステータ21の内部に、永久磁石を埋設したロータ22が回転可能に収納されている。ロータ22には回転軸23が固定されており、一端は出力部14となり、他端は回転軸23の回転位相や回転数を検出するための回転検出部24となっている。回転検出部24には永久磁石が設けてあり、端面部15に設けた貫通孔25を貫通して外部に突き出している。そして、図示しないGMR素子等からなる感磁部によって回転軸23の回転位相や回転数を検出するようになっている。
As shown in FIG. 5, a
図4に戻って、回転軸23の出力部14とは反対側に位置する端面部15の面には本実施形態の特徴である電力変換回路部16(図3参照)、電源回路部17(図3参照)の放熱部(15A,15B)が形成されている。端面部15の四隅には、基板固定凸部26が一体的に植立されており、内部にネジ穴が形成されている。基板固定凸部26は後述する制御回路部18の基板を固定するために設けられている。また、後述する電力変換用放熱領域15Aから植立した基板固定凸部26には、これも後述する電源用放熱領域15Bと軸方向で同じ高さの基板受け部27が形成されている。この基板受け部27は後述する電源回路部17のガラスエポキシ基板31を載置するためのものである.
端面部15を形成する、回転軸23と直交する径方向の平面領域は2分割されている。1つは電力変換回路部16が取り付けられる電力変換用放熱領域15Aを形成し、もう1つは電源回路部17が取り付けられる電源用放熱領域15Bを形成している。本実施形態では、電力変換用放熱領域15Aの方が電源用放熱領域15Bより面積が大きく形成されている。これは、上述したように二重系を採用しているため、電力変換回路部16の設置面積を確保するためである。
Returning to FIG. 4, the power conversion circuit unit 16 (see FIG. 3) and the power supply circuit unit 17 (see FIG. The heat radiating portions (15A, 15B) of (see FIG. 3) are formed. Substrate-fixing
The radial plane region orthogonal to the
そして、電力変換用放熱領域15Aと電源用放熱領域15Bは、軸方向(回転軸23が延びる方向)に向けて高さが異なる段差を有している。つまり、電源用放熱領域15Bは、電動モータの回転軸23の方向で見て、電力変換用放熱領域15Aに対して離れる方向に段差を有して形成されている。この段差は、電力変換回路部16を設置した後に電源回路部17を設置した場合に、電力変換回路部16と電源回路部17が夫々干渉しない長さに設定されている。
The power conversion
電力変換用放熱領域15Aには、3個の細長い矩形の突状放熱部28が形成されている。この突状放熱部28は後述する二重系の電力変換回路部16が設置されるものである。また、突状放熱部28は、電動モータの回転軸23の方向で見て電動モータから離れる方向に突出して延びているものである。
Three elongated rectangular protruding
また、電源用放熱領域15Bは平面状であって、後述する電源回路部17が設置されるものである。したがって、突状放熱部28は電力変換回路部16で発生した熱を端面部15に伝熱する放熱部として機能し、電源用放熱領域15Bは電源回路部17で発生した熱を端面部15に伝熱する放熱部として機能するものである。
Further, the
尚、突状放熱部28は省略することができ、この場合は電力変換用放熱領域15Aが電力変換回路部16で発生した熱を端面部15に伝熱する放熱部として機能する。ただ、本実施形態では、突状放熱部28に電力変換回路部16の金属基板を摩擦攪拌接合によって溶着して確実な固定を図っている。
The protruding
このように、本実施形態になるモータハウジング11の端面部15においては、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになるものである。また、モータハウジング11は十分な熱容量を有しているので、電源回路部17や電力変換回路部16の熱を効率よく外部に放熱することができるようになるものである。
As described above, in the
次に、図6は電力変換回路部16を突条放熱部28(図4参照)に設置した状態を示している。図6にある通り、電力変換用放熱領域15Aに形成された突状放熱部28(図4参照)の上部には二重系よりなる電力変換回路部16が設置されている。電力変換回路部16を構成するスイッチング素子は金属基板(ここではアルミ系の金属を使用している)に載置され、放熱されやすく構成されている。そして、金属基板は突状放熱部28に摩擦攪拌接合によって溶着されている。
Next, FIG. 6 shows a state in which the power
したがって、金属基板は突状放熱部28(図4参照)に強固に固定され、またスイッチング素子で発生した熱を効率良く突状放熱部28(図4参照)に伝熱させることができる。突状放熱部28(図4参照)に伝えられた熱は電力変換用放熱領域15Aに拡散され、更にモータハウジング11の側周面部11Aに伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、上述した通り、電力変換回路部16の軸方向の高さは、電源用放熱領域15Bの高さより低くなっているので、後述する電源回路部17と干渉することはないものである。
Therefore, the metal substrate is firmly fixed to the protruding heat radiating portion 28 (see FIG. 4), and the heat generated by the switching element can be efficiently transferred to the protruding heat radiating portion 28 (see FIG. 4). The heat transferred to the protruding heat radiating portion 28 (see FIG. 4) is diffused to the power conversion
次に、図7は電力変換回路部16の上から電源回路部17を設置した状態を示している。図7にある通り、電源用放熱領域15Bの上部には電源回路部17が設置されている。電源回路部17を構成するコンデンサ29やコイル30等はガラスエポキシ基板31に載置されている。電源回路部17も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々対称にコンデンサ29やコイル30等からなる電源回路が形成されている。
Next, FIG. 7 shows a state in which the power
このガラスエポキシ基板31の電源用放熱領域15B(図6参照)側の面は、電源用放熱領域15Bと接触するようにして端面部15に固定されている。固定方法は、図7にあるように、基板固定凸部26の基板受け部27に設けられたネジ穴に図示しない固定ボルトによって固定されている。また、電源用放熱領域15B(図6参照)に設けられたネジ穴にも図示しない固定ボルトによって固定されている。
The surface of the
尚、電源回路部17がガラスエポキシ基板31で形成されているため、両面実装が可能となっている。そして、ガラスエポキシ基板31の電源用放熱領域15B(図6参照)側の面には、図示しないGMR素子やこれの検出回路等からなる回転位相、回転数検出部が実装され、回転軸23(図5参照)に設けた回転検出部24(図5参照)と協働して、回転の回転位相や回転数を検出するようになっている。
Since the power
このように、ガラスエポキシ基板31は電源用放熱領域15B(図6参照)に接触するようにして固定されているので、電源回路部17で発生した熱を効率良く電源用放熱領域15B(図6参照)に伝熱させることができる。電源用放熱領域15B(図6参照)に伝えられた熱は、モータハウジング11の側周面部11Aに拡散して伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、ガラスエポキシ基板31と電源用放熱領域15B(図6参照)の間は、熱伝達性の良い接着剤、放熱グリース、放熱シートのいずれか1つを介在させることで、更に熱伝達性能を向上させることができる。
In this way, since the
次に、図8は電源回路部17の上から制御回路18を設置した状態を示している。図8にある通り、電源回路部17の上部には制御回路部18が設置されている。制御回路部18を構成するマイクロコンピュータ32や周辺回路33はガラスエポキシ基板34に載置されている。制御回路部18も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々対象にマイクロコンピュータ32や周辺回路33からなる制御回路が形成されている。尚、マイクロコンピュータ32や周辺回路33は、ガラスエポキシ基板34の電源回路17側の面に設けられていても良いものである。
Next, FIG. 8 shows a state in which the
このガラスエポキシ基板34は、図8にあるように、基板固定凸部26(図7参照)の頂部に設けられたネジ穴に図示しない固定ボルトによって固定されており、電源回路部17(図7参照)のガラスエポキシ基板31と制御回路部18のガラスエポキシ基板34の間は、図7に示す電源回路部17のコンデンサ29やコイル30等が配置される空間となっている。
As shown in FIG. 8, the
次に、図3に示す状態で、コネクタ端子組立体13が電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18と接続され、更に図2に示すように金属カバー12によって電力変換回路部16、電源回路部17、制御回路部18が液密的に封止されるものである。これによって、電動パワーステアリング装置の組み付けが完了するものである。
Next, in the state shown in FIG. 3, the
以上述べたように、本実施形態によれば、電力変換用放熱領域15Aに形成された突状放熱部28の上部に電力変換回路部16が設置されている。したがって、電力変換回路部16のスイッチング素子で発生した熱を効率良く突状放熱部28に伝熱させることができる。更に、突状放熱部28に伝えられた熱は電力変換用放熱領域15Aに拡散され、モータハウジング11の側周面部11Aに伝熱されて外部に放熱されるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the power
同様に、電源用放熱領域15Bの上部には電源回路部17が設置されている。電源回路部17の回路素子が載置されたガラスエポキシ基板31の電源用放熱領域15B側の面は、電源用放熱領域15Bと接触するようにして端面部15に固定されている。したがって、電源回路部17で発生した熱を効率良く電源用放熱領域15Bに伝熱させることができる。電源用放熱領域15Bに伝えられた熱は、モータハウジング11の側周面部11Aに拡散して伝熱されて外部に放熱されるようになる。
Similarly, a power
このような構成によれば、少なくとも電源回路部17及び電力変換回路部16で発生した熱をモータハウジング11の端面部15に伝熱させることで、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになる。また、モータハウジング11は十分な熱容量を有しているので、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができるようになる。
According to such a configuration, at least the heat generated in the power
以上述べた通り、本発明は電動モータの回転軸の出力部とは反対側のモータハウジングの端面部に、少なくとも電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングに伝熱させる放熱部を形成した、構成を採用している。これによれば、電源回路部及び電力変換回路部で発生した熱をモータハウジングの端面部に伝熱させることで、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになる。また、モータハウジングは十分な熱容量を有しているので、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる。 As described above, the present invention is a heat radiating unit that transfers heat generated at least in the power supply circuit unit and the power conversion circuit unit to the motor housing on the end surface portion of the motor housing on the side opposite to the output portion of the rotating shaft of the electric motor. The composition that formed the above is adopted. According to this, by transferring the heat generated in the power supply circuit section and the power conversion circuit section to the end face portion of the motor housing, the heat sink member can be omitted and the length in the axial direction can be shortened. Further, since the motor housing has a sufficient heat capacity, the heat of the power supply circuit section and the power conversion circuit section can be efficiently dissipated to the outside.
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
6…電動パワーステアリング装置、8…電動モータ部、9…電子制御部、11…モータハウジング、12…金属カバー、13…コネクタ端子組立体、14…出力部、15…端面部、16…電力変換回路部、17…電源回路部、18…制御回路部、19…端面部、20…コイル、21…ステータ、22…ロータ、23…回転軸、24…回転検出部、25…貫通孔、26…基板固定凸部、27…基板受け部、28…突状放熱部、29…コンデンサ、30…コイル、31…ガラスエポキシ基板、32…マイクコンピュータ、33…周辺回路、34…ガラスエポキシ基板。 6 ... Electric power steering device, 8 ... Electric motor unit, 9 ... Electronic control unit, 11 ... Motor housing, 12 ... Metal cover, 13 ... Connector terminal assembly, 14 ... Output unit, 15 ... End face part, 16 ... Power conversion Circuit unit, 17 ... Power supply circuit unit, 18 ... Control circuit unit, 19 ... End face part, 20 ... Coil, 21 ... Stator, 22 ... Rotor, 23 ... Rotating shaft, 24 ... Rotation detection unit, 25 ... Through hole, 26 ... Substrate fixing convex portion, 27 ... Substrate receiving portion, 28 ... Protruding heat dissipation part, 29 ... Capacitor, 30 ... Coil, 31 ... Glass epoxy substrate, 32 ... Microcomputer, 33 ... Peripheral circuit, 34 ... Glass epoxy substrate.
Claims (10)
前記電動モータの回転軸の出力側とは反対側の軸端に設けられた永久磁石と、Permanent magnets provided at the shaft ends on the side opposite to the output side of the rotating shaft of the electric motor,
前記電動モータの前記回転軸の出力側とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御部として、マイクロコンピュータが設置された制御回路部と電源回路部が備えられると共に、前記電源回路部には前記永久磁石と協働して前記回転軸の回転を検出する感磁部を備え、As an electronic control unit that is arranged on the side opposite to the output side of the rotation shaft of the electric motor and controls the electric motor, a control circuit unit and a power supply circuit unit in which a microcomputer is installed are provided, and the power supply circuit unit is provided. Is equipped with a magnetic sensitive portion that detects the rotation of the rotating shaft in cooperation with the permanent magnet.
前記モータハウジングの端面部が、前記電動モータの前記回転軸の方向に高さが異なるように段差を有して形成されており、The end face portion of the motor housing is formed with a step so that the height differs in the direction of the rotation axis of the electric motor.
前記電源回路部は、前記制御回路部よりも前記電動モータの側に位置し、かつ前記段差の高さが高い側に配置され、The power supply circuit unit is located on the side of the electric motor and on the side where the height of the step is higher than that of the control circuit unit.
前記永久磁石の先端が、前記段差の低い側となる前記端面部に設けられた貫通孔を貫通して突き出して前記電源回路部の側に位置しているThe tip of the permanent magnet protrudes through a through hole provided in the end face portion on the lower side of the step and is located on the side of the power supply circuit portion.
ことを特徴とする電動駆動装置。An electric drive device characterized by this.
前記電動モータの回転軸の出力側とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御部を有し、
前記電子制御部は、マイクロコンピュータが設置された制御回路部と電源回路部と、前記電動モータに流れる電流を制御する電力変換回路部とを備え、
前記モータハウジングの端面部が前記電動モータの前記回転軸の方向に高さが異なるように段差を有して形成されており、
前記電力変換回路部と前記電源回路部は、前記制御回路部と前記電動モータとの間に位置し、かつ、前記モータハウジングの端面部の異なる前記段差に分けて接触して配置されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 The electric motor that drives the mechanical control elements is housed in the motor housing.
It has an electronic control unit that is arranged on the side opposite to the output side of the rotation shaft of the electric motor and controls the electric motor.
The electronic control unit includes a control circuit unit and a power supply circuit unit in which a microcomputer is installed, and a power conversion circuit unit that controls a current flowing through the electric motor .
The end face portion of the motor housing is formed with a step so that the height differs in the direction of the rotation axis of the electric motor.
The power conversion circuit unit and the power supply circuit unit are located between the control circuit unit and the electric motor, and are arranged in contact with each other at different steps of the end face portion of the motor housing.
An electric drive device characterized by this.
前記電動モータの回転軸の出力側とは反対側に配置され前記電動モータを制御する電子制御部を有し、
前記電子制御部は、電源回路部と、マイクロコンピュータが設置された制御回路部、及び前記電動モータに流れる電流を制御する電力変換回路部とを備えており、
前記制御回路部は、前記電動モータの前記回転軸の方向において、前記電源回路部及び前記電力変換回路部よりも前記電動モータから前記電動モータの前記回転軸の方向に離れた位置に配置され、
前記モータハウジングの端面部が、前記電動モータの前記回転軸の方向に高さが異なるように段差を有しており、
前記電力変換回路部は前記回転軸の方向に前記段差の高さが低い側に配置され、前記電源回路部は前記回転軸の方向に前記段差の高さが高い側に配置されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 The electric motor that drives the mechanical control elements is housed in the motor housing.
It has an electronic control unit that is arranged on the side opposite to the output side of the rotation shaft of the electric motor and controls the electric motor.
The electronic control unit includes a power supply circuit unit, a control circuit unit in which a microcomputer is installed, and a power conversion circuit unit that controls a current flowing through the electric motor.
Wherein the control circuit section, in the direction of the rotation shaft of the electric motor, is arranged from the electric motor than the power supply circuit unit and the power converting circuit unit at a position apart in the direction of the rotation shaft of the electric motor,
The end face portion of the motor housing has a step so that the height differs in the direction of the rotation axis of the electric motor.
The power conversion circuit unit is arranged on the side where the height of the step is low in the direction of the rotation axis, and the power supply circuit unit is arranged on the side where the height of the step is high in the direction of the rotation axis.
An electric drive device characterized by this.
前記電源回路部と前記端面部との間には熱伝達性を有する接着剤、放熱グリース、放熱シートのいずれかが介在されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 In the electric drive device according to claim 1 or 3.
An electric drive device characterized in that any one of a heat-transferring adhesive, heat-dissipating grease, and heat-dissipating sheet is interposed between the power supply circuit portion and the end face portion.
前記電力変換回路部は、前記電動モータの前記回転軸を境にして両側に対向するように分割して配置されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 In the electric drive device according to claim 2 or 3.
The electric power conversion circuit unit is an electric drive device characterized in that the electric power conversion circuit unit is divided and arranged so as to face each other on both sides of the rotation axis of the electric motor.
前記電力変換回路部は、二重系統であって3つの電力変換回路に分割されており、3つの前記電力変換回路の2つは前記電動モータの前記回転軸を境にして両側に対向するように配置され、
他の1つは、前記電動モータの前記回転軸の外側で2つの前記電力変換回路に挟まれた位置に配置されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 In the electric drive device according to claim 3,
The power conversion circuit unit is a dual system and is divided into three power conversion circuits, so that two of the three power conversion circuits face each other with the rotation axis of the electric motor as a boundary. Placed in
The other one is an electric drive device characterized in that it is arranged at a position sandwiched between two power conversion circuits outside the rotation shaft of the electric motor.
前記端面部には前記電動モータの前記回転軸の方向に突出して形成された突状部を有し、前記電力変換回路部が前記突状部と接触して配置されている
ことを特徴とする電動駆動装置。 In the electric drive device according to claim 2 or 3.
The said end face has a projecting portion formed to protrude in the direction of the rotation shaft of the electric motor, the power converter circuit portion is characterized in that it is placed in contact with the protrusion Electric drive device.
前記端面部において、前記段差が高い側よりも前記段差が低い側の方の面積が大きく形成されているIn the end face portion, the area on the side where the step is low is formed larger than the area on the side where the step is low.
ことを特徴とする電動駆動装置。An electric drive device characterized by this.
前記電動モータの前記回転軸は、前記端面部を挿通して前記電源回路部の基板に近接するまで延びており、The rotating shaft of the electric motor extends through the end face portion until it approaches the substrate of the power supply circuit portion.
前記電源回路部の前記基板には、前記回転軸の回転状態を検出する検出部が実装されているA detection unit for detecting the rotational state of the rotating shaft is mounted on the substrate of the power supply circuit unit.
ことを特徴とする電動駆動装置。An electric drive device characterized by this.
前記モータハウジングは、前記電動モータを内部に収納した側周面部と前記端面部を有する有底円筒状に形成され、前記端面部とは反対側の前記側周面部は、前記側周面部とは別体の第2の端面部によって閉塞されているThe motor housing is formed in a bottomed cylindrical shape having a side peripheral surface portion in which the electric motor is housed and the end face portion, and the side peripheral surface portion on the side opposite to the end face portion is different from the side peripheral surface portion. It is blocked by a separate second end face
ことを特徴とする電動駆動装置。An electric drive device characterized by this.
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