WO2010150529A1 - 駆動装置 - Google Patents

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WO2010150529A1
WO2010150529A1 PCT/JP2010/004158 JP2010004158W WO2010150529A1 WO 2010150529 A1 WO2010150529 A1 WO 2010150529A1 JP 2010004158 W JP2010004158 W JP 2010004158W WO 2010150529 A1 WO2010150529 A1 WO 2010150529A1
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WO
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drive device
power
motor
heat sink
semiconductor modules
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Application number
PCT/JP2010/004158
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English (en)
French (fr)
Inventor
山▲崎▼雅志
古本敦司
株根秀樹
Original Assignee
株式会社デンソー
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a drive device including an electric motor and an electronic controller that controls driving of the electric motor.
  • an electric power steering system that generates electric torque is used as a mechanism for assisting the steering operation of the vehicle.
  • the assist is performed only when the driver performs a steering operation. Therefore, there are many advantages such as low fuel consumption.
  • a brushless motor that is rotationally driven by applying a three-phase alternating current is used as a torque generation source of the EPS system.
  • a brushless motor in order to supply winding currents having different phases to multiple-phase (for example, three-phase) windings, it is necessary to create an alternating-current output that is out of phase with a predetermined voltage (for example, 12 V) There is. Therefore, an electronic controller for switching the motor winding current is required.
  • the electronic controller includes a semiconductor module that realizes a switching function.
  • an electronic controller is disposed in the vicinity of an electric motor (for example, Patent Documents 1 to 4 below). Since the semiconductor module included in the electronic controller generates heat due to a large current, the arrangement relationship with a heat sink or the like is devised.
  • the motor may be controlled by a plurality of systems.
  • a plurality of phase windings are provided for each system, and an inverter circuit is provided for each of the plurality of phase windings.
  • a semiconductor module constitutes the inverter circuit. If the control is performed by a plurality of systems, even if an inverter circuit (semiconductor module) for controlling one of the windings breaks down, the motor can be controlled by normally controlling the other winding.
  • Patent Document 1 since a semiconductor module is mounted on one metal substrate, when a plurality of inverter circuits are configured, a semiconductor module belonging to another system causes thermal interference. As a result, a plurality of systems may fail at the same time.
  • Patent Document 2 the semiconductor modules are arranged together in the opening portion of the heat sink. Also in Patent Document 3, the semiconductor module is accommodated in one room formed in the motor. Therefore, there is a possibility that a plurality of systems will fail at the same time.
  • Patent Document 4 there is a problem that the semiconductor module is arranged around the stator constituting the motor, and the physique in the radial direction of the motor becomes large. Moreover, although the smoothing capacitor used here is a flat type, for example, in a situation where a cylindrical capacitor must be used, the physique in the radial direction becomes even larger.
  • An object of the present invention is to prevent each drive system from failing at the same time in a drive device in which a motor and an electronic controller that controls the motor are integrated.
  • the drive device of the present invention includes a motor, a heat sink, and a semiconductor module.
  • the motor has a cylindrical motor case that forms an outer shell, a stator that is disposed radially inward of the motor case, wound with windings forming a plurality of phases, and is rotatable inward of the stator in the radial direction And a shaft that rotates together with the rotor and extends in the axial direction.
  • the first-stage heat sink has a plurality of columnar portions that are arranged in the axial direction of the motor case and are spaced apart from each other.
  • the semiconductor module is provided so as to correspond to a plurality of drive systems that switch winding currents flowing in the windings, and is arranged in the columnar part so that one drive system corresponds to one columnar part.
  • FIG. 3 It is a schematic block diagram which shows the power steering system using the drive device by 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the drive device by 1st Embodiment of this invention. It is a top view of the drive device by a 1st embodiment of the present invention. It is the IV direction arrow directional view of FIG. 3 of the state which removed the cover. It is a disassembled perspective view of the drive device by 1st Embodiment of this invention. It is a disassembled perspective view of the drive device by 1st Embodiment of this invention. It is a top view of the electronic controller by 1st Embodiment of this invention. It is a VIII direction arrow line view of FIG.
  • FIG. 8 is a view in the direction of the arrow X in FIG. 7.
  • 1 is a perspective view of an electronic controller according to a first embodiment of the present invention. It is a top view of the state which assembled
  • FIG. 13 is a view in the direction of the arrow X in FIG. 12. It is a XIV direction arrow line view of FIG. It is a perspective view of the state where the power module was assembled
  • FIG. 23 is a sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG. It is a perspective view of the drive device by 3rd Embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 A driving device 1 according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
  • the drive device 1 is applied to an electric power steering device (EPS).
  • EPS electric power steering device
  • the drive device 1 is a motor device with a built-in electronic controller that includes a motor 2 and an electronic controller 3.
  • the electronic controller 3 includes a control circuit board 40 as a control wiring section, a heat sink 50, a power module 60, a power circuit board 70 as a power wiring section, and the like (FIGS. 5 and 6).
  • the driving device 1 generates a rotational torque on the column shaft 6 via a gear 7 attached to the column shaft 6 that is a rotation shaft of the steering 5 of the vehicle, and assists the steering operation by the steering 5.
  • the steering 5 is operated by the driver
  • the steering torque generated in the column shaft 6 by the operation is detected by the torque sensor 8, and the vehicle speed information is obtained from a CAN (Controller Area Network) not shown.
  • the driver assists steering by the steering 5.
  • the motor 2 is a brushless motor that rotates the gear 7 forward and backward.
  • the motor 2 is controlled by the electronic controller 3 to supply and drive current.
  • the electronic controller 3 includes a power circuit unit 100 that is energized with a drive current for driving the motor 2, and a control circuit 90 that controls the drive of the motor 2.
  • the power circuit unit 100 includes a choke coil 76, a capacitor 77, and two sets (first and second) of inverter circuits 80 and 89 interposed from the power source 75 to the power source line. Since the inverter circuit 80 and the inverter circuit 89 have the same configuration, the inverter circuit 80 will be described here.
  • the first inverter circuit 80 has MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors: MOS) 81 to 86 which are a kind of field effect transistors.
  • MOSFETs metal-oxide-semiconductor field-effect transistors: MOS
  • the MOSs 81 to 86 are switching elements whose source and drain are turned on (conducted) or turned off (cut off) by the gate potential.
  • the MOS 81 has a drain connected to the power supply line side and a source connected to the drain of the MOS 84.
  • the source of the MOS 84 is connected to the ground.
  • a connection point between the MOS 81 and the MOS 84 is connected to the U-phase coil of the motor 2.
  • the MOS 82 has a drain connected to the power supply line side and a source connected to the drain of the MOS 85.
  • the source of the MOS 85 is connected to the ground.
  • a connection point between the MOS 82 and the MOS 85 is connected to the V-phase coil of the motor 2.
  • the MOS 83 has a drain connected to the power supply line and a source connected to the drain of the MOS 86.
  • the source of the MOS 86 is connected to the ground.
  • a connection point between the MOS 83 and the MOS 86 is connected to the W-phase coil of the motor 2.
  • the inverter circuit 80 has power supply relays 87 and 88.
  • the power relays 87 and 88 are constituted by MOSFETs similar to the MOSs 81 to 86.
  • the power supply relays 87 and 88 are provided between the MOSs 81 to 83 and the power supply 75, and can block the flow of current when an abnormality occurs.
  • the power supply relay 87 is provided in order to block the current from flowing to the motor 2 side when a disconnection failure, a short-circuit failure, or the like occurs.
  • the power relay 88 is provided for reverse connection protection so that a reverse current does not flow when an electronic component such as the capacitor 78 is erroneously connected to a reverse polarity.
  • the shunt resistor 99 is electrically connected between the MOSs 84 to 86 and the ground. By detecting the voltage or current applied to the shunt resistor 99, the current supplied to the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil of the motor 2 is detected.
  • the choke coil 76 and the capacitor 77 are electrically connected between the power supply 75 and the power supply relay 87.
  • the choke coil 76 and the capacitor 77 constitute a filter circuit and reduce noise transmitted from other devices sharing the power source 75. Further, noise transmitted from the driving device 1 to other devices sharing the power source 75 is reduced.
  • the capacitor 78 is electrically connected between the power supply side of the MOSs 81 to 83 provided on the power supply line side and the ground side of the MOSs 84 to 86 provided on the ground side.
  • the capacitor 78 accumulates electric charges, thereby assisting power supply to the MOSs 81 to 86 and suppressing noise components such as a surge voltage.
  • the control circuit 90 includes a pre-driver circuit 91, a custom IC 92, a position sensor 93 as a rotation detection unit, and a microcomputer 94.
  • the custom IC 92 includes a regulator circuit 95, a position sensor signal amplification circuit 96, and a detection voltage amplification circuit 97 as functional blocks.
  • the regulator circuit 95 is a stabilization circuit that stabilizes the power supply.
  • the regulator circuit 95 stabilizes the power supplied to each unit.
  • the microcomputer 94 operates at a stable predetermined voltage (for example, 5 V) by the regulator circuit 95.
  • the signal from the position sensor 93 is input to the position sensor signal amplification circuit 96.
  • the position sensor 93 detects a rotational position signal of the motor 2, and the detected rotational position signal is sent to the position sensor signal amplification circuit 96.
  • the position sensor signal amplification circuit 96 amplifies the rotation position signal and outputs it to the microcomputer 94.
  • the detection voltage amplification circuit 97 detects the voltage across the shunt resistor 99, amplifies the voltage across the both ends, and outputs the amplified voltage to the microcomputer 94.
  • the microcomputer 94 receives the rotational position signal of the motor 2 and the voltage across the shunt resistor 99. Further, a steering torque signal is input to the microcomputer 94 from a torque sensor 8 attached to the column shaft 6. Furthermore, vehicle speed information is input to the microcomputer 94 via the CAN. When the steering torque signal and the vehicle speed information are input, the microcomputer 94 controls the inverter circuit 80 via the pre-driver circuit 91 according to the rotational position signal so as to assist the steering by the steering 5 in accordance with the vehicle speed. . Specifically, the microcomputer 94 controls the inverter circuit 80 by switching ON / OFF of the MOSs 81 to 86 via the pre-driver circuit 91.
  • the gate voltage is changed by the pre-driver circuit 91 to switch the MOSs 81 to 86 on / off.
  • the microcomputer 94 controls the inverter circuit 80 based on the voltage across the shunt resistor 99 input from the detection voltage amplifier circuit 97 so as to make the current supplied to the motor 2 close to a sine wave.
  • the control circuit 90 controls the inverter circuit 89 in the same manner as the inverter circuit 80.
  • the drive device 1 is provided with an electronic controller 3 at one end of the motor 2 in the axial direction, and the motor 2 and the electronic controller 3 have a laminated structure.
  • the motor 2 includes a motor case 10, a stator 20, a rotor 30, a shaft 35, and the like.
  • the motor case 10 is formed in a cylindrical shape with iron or the like.
  • An end frame 14 made of aluminum is fixed to the end of the motor case 10 opposite to the electronic controller 3 with screws or the like.
  • An opening 11 is provided at the axial center of the end of the motor case 10 on the electronic controller 3 side. The shaft 35 is inserted through the opening 11.
  • a resin guide 16 is provided at the end of the motor case 10 on the electronic controller 3 side.
  • the resin guide 16 is formed in a substantially annular shape and has an opening at the center.
  • the stator 20 is disposed inside the motor case 10 in the radial direction.
  • the stator 20 has twelve salient poles 21 projecting radially inward of the motor case 10.
  • the salient poles 21 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the motor case 10.
  • the salient pole 21 has a laminated iron core 23 formed by laminating thin plates of magnetic material, and an insulator (not shown) that fits the outside of the laminated iron core 23 in the axial direction.
  • a winding 26 is wound around the insulator. Winding 26 constitutes a three-layer winding composed of a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil.
  • a rotor 30 is provided on the inner side in the radial direction of the stator 20 so as to be rotatable relative to the stator 20.
  • the rotor 30 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as iron.
  • the rotor 30 includes a rotor core 31 and a permanent magnet 32 provided on the radially outer side of the rotor core 31. In the permanent magnet 32, N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the shaft 35 is fixed to a shaft hole 33 formed at the center of the rotor core 31.
  • the shaft 35 is rotatably supported by a bearing 12 provided on the motor case 10 and a bearing 15 provided on the end frame. Thereby, the shaft 35 is rotatable with the rotor 30 with respect to the stator 20.
  • the shaft 35 has a magnet 36 at the end on the electronic controller 3 side. Since the electronic controller 3 side of the shaft 35 is inserted through the opening 11 of the motor case 10, the magnet 36 provided at the end of the shaft 35 on the electronic controller 3 side is exposed to the electronic controller 3 side. Further, the shaft 35 does not penetrate the control circuit board 40, and the magnet 36 is disposed in the vicinity of the end face 41 of the control circuit board 40 on the motor 2 side and facing the end face 41.
  • the shaft 35 has an output end 37 at the opposite end of the electronic controller 3.
  • a gear box (not shown) having a gear 7 (FIG. 1) is provided on the side opposite to the electronic controller 3 of the shaft 35 (on the opposite side of the electronic controller 3.
  • the gear 7 is connected to the output end 37 and is rotationally driven by the driving force of the shaft 35.
  • the motor wire (lead wire) 27 is drawn out from six locations of the winding 26.
  • the motor wire 27 is inserted through six holes provided in the resin guide 16. Thereby, the motor wire 27 is positioned by the resin guide 16 and insulated from the motor case 10 is ensured.
  • the motor wire 27 is drawn to the electronic controller 3 side, and is connected to the power circuit board 70 through the control circuit board 40 and the power module 60 in the radial direction outside. That is, when viewed from the axial direction of the motor 2, the motor wire 27 is disposed on the radially outer side than the power module 60.
  • the motor wire 27 is formed to extend to the power circuit board 70 side across the power module 60 in a radially outer region of the power module 60.
  • the electronic controller 3 is provided so as to fit in a motor case region that is a region in which the motor case 10 is projected in the axial direction.
  • the control circuit board 40, the heat sink 50, the power module 60, and the power circuit board 70 are arranged in this order from the motor 2 side in the axial direction. That is, in the axial direction, the motor case 10, the control circuit board 40, the heat sink 50, the power module 60, and the power circuit board 70 are arranged in this order.
  • the control circuit board 40 is a four-layer board formed of, for example, a glass epoxy board, and is formed in a substantially rectangular plate shape that fits in the motor case region. Cutouts 42 are formed at the four corners of the control circuit board 40 as reliefs for assembling the heat sink 50 to the motor case 10.
  • the control circuit board 40 is screwed to the heat sink 50 by screws 47 from the motor 2 side.
  • control circuit 90 Various electronic parts constituting the control circuit 90 are mounted on the control circuit board 40.
  • a pre-driver circuit 91, a custom IC 92, a position sensor 93, and a microcomputer 94 are mounted on the end surface of the control circuit board 40 on the motor 2 side.
  • the position sensor 93 is provided substantially at the center of the control circuit board 40 and faces the magnet 36 of the shaft 35. Thereby, the rotation of the shaft 35 is detected by detecting the change of the magnetic field by the magnet 36 that rotates together with the shaft 35.
  • the control circuit board 40 is formed with a through hole 43 for connection to the control terminal 64 of the power module 60 along the outer edge on the long side.
  • a control connector 45 is connected to the side of the short side of the control circuit board 40 opposite to the motor 2. The control connector 45 is provided so that wiring can be connected from the outside in the radial direction of the motor 2, and sensor information from various sensors is input.
  • the heat sink 50 has a heat radiation block 51 as two columnar parts provided apart from each other.
  • a connecting portion 52 is provided between the two heat dissipation blocks 51.
  • the two heat dissipating blocks 51 and the connecting portion 52 are integrally formed of a material having good thermal conductivity, such as aluminum.
  • the heat dissipation block 51 is provided on the outer side in the radial direction of the motor 2 with respect to a center line that is a virtual line obtained by extending the axis of the shaft 35.
  • the heat sink 50 is formed in an H shape as a whole when viewed from the side, that is, the XIV direction of FIG. Further, the heat sink 50 is formed in a U shape as shown in FIG. 12 when viewed from the axial direction of the motor 2. As shown in FIG. 10 and the like, the control connector 45 is fitted into the recess 53 formed by the radially inner surface of the heat dissipation block 51 and the connecting portion 52.
  • the heat dissipation block 51 is formed in a wide column shape. Connection portions 54 and 55 are provided at both ends of the heat dissipation block 51.
  • the connecting portions 54 and 55 are formed with holes penetrating in the axial direction of the motor 2.
  • a screw 56 is inserted into one connecting portion 54 and screwed to the motor case 10.
  • a screw 57 is inserted into the other connection portion 55 and is screwed to the motor case 10 together with a cover 110 described later.
  • the connection part 54 of one heat radiation block 51 and the connection part 54 of the other heat radiation block 51 are arranged so as to be symmetric with respect to the center line of the shaft 35.
  • the connection portion 55 of one heat radiation block 51 and the connection portion 55 of the other heat radiation block 51 are arranged so as to be symmetric with respect to the center line of the shaft 35.
  • the heat dissipation block 51 has a heat receiving surface 59 that is a wide surface that is the radially outer side of the motor case 10.
  • the heat receiving surface 59 is formed in a direction rising from the end surface of the motor case 10 in the axial direction.
  • the heat receiving surface 59 is formed substantially perpendicular to the end surface wall 13 in the axial direction of the motor case 10.
  • the power module 60 is disposed along the heat receiving surface 59 on the radially outer side of the heat sink 50 in the motor 2. That is, the power module 60 is vertically disposed outside the heat sink 50 in the radial direction of the motor 2.
  • One power module 60 is arranged for each of the two heat dissipation blocks 51.
  • the power module 60 has a control terminal 64 and a power terminal 65 protruding from the mold part 61.
  • the control terminal 64 is formed on the first surface 62 which is a surface perpendicular to the longitudinal direction of the wide surface of the mold part 61.
  • the power terminal 65 is formed on a second surface 63 that is perpendicular to the longitudinal direction of the wide surface of the mold portion 61 and faces the first surface 62.
  • the power module 60 receives heat from the heat sink 50 so that the first surface 62 on which the control terminals 64 are formed is on the control circuit board 40 side and the second surface 63 on which the power terminals 65 are formed is on the power circuit board 70 side. Vertically arranged along the surface 59. That is, the control terminal 64 protrudes on the control circuit board 40 side, and the power terminal 65 protrudes on the power circuit board 70 side.
  • the control terminal 64 is inserted into the through hole 43 of the control circuit board 40 and is electrically connected to the control circuit board 40 by solder or the like.
  • a control signal from the control circuit board 40 is output to the power module 60 via the control terminal 64.
  • the power terminal 65 is inserted into a through-hole 73 described later formed in the power circuit board 70, and is electrically connected to the power circuit board 70 by solder or the like.
  • a winding current energized in the winding 26 via the power terminal 65 is energized in the power module 60.
  • a small current for example, 2 A
  • a large current (for example, 80 A) for driving the motor 2 is energized on the power circuit board 70 side. Therefore, the power terminal 65 is formed thicker than the control terminal 64.
  • the control ground terminal 66 is formed to have the same thickness as the control terminal 64.
  • the control ground terminal 66 is provided through the mold portion 61 and connects the ground of the power circuit board 70 and the control circuit board 40.
  • the power module 60 has MOSs 81 to 86 that are switching elements for switching energization to the windings.
  • switching elements or power supply relays MOS81 to 88 and a shunt resistor 99 are mounted on a wiring pattern formed of copper, and are electrically connected by a wire or the like, and are molded by a molding unit 61.
  • Two power modules 60 are provided, and the inverter circuits 80 and 89 shown in FIG. 1 are configured.
  • One power module 60 corresponds to the first inverter circuit 80, and includes the MOSs 81 to 86, the power supply relays 87 and 88, and the shunt resistor 99 shown in FIG. That is, the MOSs 81 to 86, the power relays 87 and 88, and the shunt resistor 99 are integrally resin-molded as one module.
  • the other power module 60 corresponds to the second inverter circuit 89 and has a MOS, a power supply relay, and a shunt resistor that constitute the inverter circuit 89. That is, one power module 60 corresponds to one system of inverter circuit. That is, one power module 60 constituting one drive system is arranged for one heat dissipation block 51.
  • a heat radiation sheet (not shown) is provided between the power module 60 and the heat sink 50.
  • the power module 60 is screwed to the heat sink 50 with screws 69 together with the heat dissipation sheet.
  • the power module 60 is fixed to the heat sink 50 with the heat dissipation sheet interposed therebetween, and heat generated by energization is dissipated to the heat sink 50 via the heat dissipation sheet.
  • a part of the wiring pattern is partly exposed from the mold part 61 as a metal heat radiating part on the surface of the power module 60 on the heat sink 50 side. By contacting the heat sink 50 via the heat sink, heat can be efficiently radiated.
  • the heat dissipating sheet transmits heat from the power module 60 to the heat sink 50 and ensures insulation between the power module 60 and the heat sink 50. That is, the heat radiating sheet is a heat radiating member and an insulating member.
  • the power circuit board 70 is a four-layer board having a thick pattern copper foil formed from, for example, a glass epoxy board, and is formed in a substantially square plate shape that fits in the motor case region. Cutouts 71 are formed at the four corners of the power circuit board 70 in order to secure a space for the connecting portion 55 of the heat sink 50.
  • the power circuit board 70 is screwed to the heat sink 50 by screws 72 from the opposite side of the motor 2.
  • the power circuit board 70 is formed with a power wiring through which a winding current is supplied to the winding 26.
  • a wiring indicated by a two-dot chain line in FIG. 19 is provided on the power circuit board 70.
  • the power circuit board 70 is formed with a through hole 73 through which the power terminal 65 of the power module 60 is inserted.
  • a through hole 74 through which the motor wire 27 is inserted is formed outside the through hole 73 of the power circuit board 70.
  • the motor wire 27 is inserted into the through hole 74 and is electrically connected to the power circuit board 70 by solder or the like. Thereby, the motor line 27 is connected to the power module 60 through the power circuit board 70.
  • the power circuit board 70 constitutes a connection portion between the motor wire 27 and the power module 60, and the motor wire 27 is located on the side opposite to the motor case 10 than the mold portion 61 of the power module 60 in the axial direction. 60.
  • the motor wire 27 is connected to the power module 60 in the axial direction on the side opposite to the motor 2 from the mold portion 61 of the power module 60.
  • a choke coil 76, capacitors 77 and 78, and a power connector 79 are mounted on the surface of the power circuit board 70 on the motor 2 side to constitute a power unit 105.
  • the power unit 105 and the power module 60 constitute the power circuit unit 100.
  • the power unit 105 is arranged as shown in FIGS.
  • the choke coil 76, the capacitors 77 and 78, and the power connector 79 constituting the power unit 105 are disposed in a space formed between the two heat dissipation blocks. In the axial direction, the choke coil 76, the capacitors 77 and 78, and the power connector 79 are provided between the connecting portion 52 of the heat sink 50 and the power circuit board 70. In these electronic components, a choke coil 76, a capacitor 77, a capacitor 78, and a power connector 79 are linearly arranged in this order from the side of the control connector 45 connected to the control circuit board 40.
  • the choke coil 76 is formed in a cylindrical shape whose axial length is shorter than the radial length.
  • the choke coil 76 is disposed at a position that does not overlap the shaft 35 when viewed from the axial direction of the motor 2. Further, the choke coil 76 is vertically arranged so that its axis is substantially perpendicular to the center line of the shaft 35.
  • the capacitor 77 is disposed substantially at the center of the four capacitors 78.
  • the four capacitors 78 are arranged close to each other so as to surround the capacitor 77.
  • the capacitors 77 and 78 are both aluminum electrolytic capacitors.
  • As the capacitor 78 a capacitor having an electric capacity larger than that of the capacitor 77 is used.
  • Capacitors 77 and 78 are not limited to aluminum electrolytic capacitors, and can be appropriately selected according to the capacity and the like.
  • the power connector 79 is provided on the side opposite to the control connector 45 connected to the control circuit board 40.
  • the power connector 79 is provided so that wiring can be connected from the outside in the radial direction of the motor 2, and is connected to the power source 75.
  • power is supplied to the power circuit board 70 from the power source 75 via the power connector 79.
  • the power from the power source 75 is supplied to the winding 26 wound around the stator 20 via the power connector 79, the power circuit board 70, the power module 60, and the motor wire 27.
  • the electronic controller 3 is accommodated in the cover 110 (FIGS. 5 and 6).
  • the cover 110 is formed of a magnetic material such as iron, and prevents an electric field and a magnetic field from leaking from the electronic controller 3 side to the outside, and prevents dust and the like from entering the electronic controller 3 side.
  • the cover 110 has a diameter substantially the same as that of the motor case 10 and is formed in a bottomed cylindrical shape that opens to the motor 2 side.
  • the cover 110 is screwed to the motor case 10 together with the heat sink 50 by screws 57.
  • the cover 110 is provided with a notch 111 at a position corresponding to the control connector 45 and the power connector 79.
  • the control connector 45 and the power connector 79 are exposed from the notch 111 toward the radially outer side.
  • a convex portion 18 is formed at a position corresponding to the notch 111 on the power connector 79 side of the resin guide 16.
  • the resin guide 16 is formed with a step portion 19 so as to be fitted with the cover
  • the microcomputer 94 on the control circuit board 40 is connected via a pre-driver circuit 91 so as to assist the steering of the steering 5 in accordance with the vehicle speed based on signals from the position sensor 93, the torque sensor 8, the shunt resistor 99, and the like.
  • a pulse signal generated by PWM control is generated.
  • This pulse signal is output to the two inverter circuits 80 and 89 constituted by the power module 60 via the control terminal 64, and controls the ON / OFF switching operation of the MOSs 81 to 86.
  • a phase-shifted sine wave current is applied to each phase of the winding 26 to generate a rotating magnetic field.
  • the rotor 30 and the shaft 35 rotate together. Then, due to the rotation of the shaft 35, driving force is output from the output end 37 to the gear 7 of the column shaft 6, and assists the steering by the driver's steering 5.
  • the motor 2 is driven by a winding current that is passed through the winding 26.
  • the winding current supplied to the winding 26 is a driving current for driving the motor 2.
  • the heat generated when switching the MOSs 81 to 88 of the power module 60 is dissipated to the heat sink 50 through the heat dissipation sheet, so that the power module 60 is prevented from malfunctioning or malfunctioning due to a temperature rise.
  • stator 20 the rotor 30, etc. can be set according to the required output.
  • the drive device 1 of the present embodiment exhibits the following effects.
  • the heat sink 50 has two heat dissipation blocks 51. In each heat dissipation block 51, one power module 60 constituting the inverters 80 and 89 is arranged. Thereby, heat can be radiated from the power module 60 in a balanced manner. Further, since the power modules 60 are arranged in the two dissipated heat radiation blocks 51, one power module 60 is not affected by heat from another power module 60. Furthermore, compared with the structure which collects and arrange
  • the heat dissipation block 51 is formed in a wide column shape.
  • the heat dissipating block 51 has connecting portions 54 and 55 at both ends thereof.
  • the connecting portions 54 and 55 are formed with holes penetrating in the axial direction of the motor 2.
  • a screw 56 is inserted into one connecting portion 54 and screwed to the motor case 10.
  • a screw 57 is inserted into the other connection portion 55 and screwed to the motor case 10 together with the cover 110. Thereby, the heat sink 50 can be easily fixed to the motor case 10.
  • the two heat dissipation blocks 51 are arranged symmetrically with respect to the center of the shaft 35. By adopting such a heat dissipation block 51, the time required for the layout design and installation work of the power module 60 is shortened.
  • the power module 60 is disposed along the heat receiving surface 59 of the heat sink 50. That is, the power module 60 is vertically disposed outside the heat sink 50 in the radial direction of the motor 2. At this time, the power module 60 of the same standard is used, and the control terminal 64 and the power terminal 65 of the power module 60 are point-symmetric with respect to the center of the shaft 35 when viewed in the axial direction. Therefore, it is advantageous in that it is not necessary to distinguish between the two power modules 60.
  • control terminal 64 and the power terminal 65 of the power module 60 may be axisymmetric with respect to the center of the shaft 35 when viewed in the axial direction.
  • the terminals of the two semiconductor modules are arranged in the same order when viewed in the axial direction, it is advantageous in that the wiring can be easily performed.
  • the choke coil 76 is disposed in a space formed between the heat dissipation blocks 51. Further, in the space formed between the heat dissipation blocks 51, relatively large electronic components such as a smoothing capacitor 77, an electrolytic capacitor 78, and control connectors 45 and 79 are arranged. Thereby, space can be used effectively and it contributes to size reduction of the whole apparatus.
  • the heat sink 250 is, similarly to the first embodiment, the heat dissipation block 251 as two columnar portions provided apart from each other, and A connecting portion 252 provided between the two heat dissipation blocks 251 is provided.
  • the two heat dissipation blocks 251 and the connecting portion 252 are integrally formed of a material having good thermal conductivity (for example, aluminum).
  • a surface on the radially outer side of the motor case 10 of the heat sink 250 and a surface on the power circuit board 70 side are heat receiving surfaces 259.
  • Two module units 260 and 270 are arranged for one heat dissipation block 251.
  • One module unit 260 is disposed on the surface of the heat dissipation block 251 facing the power circuit board 70. That is, the module unit 260 is disposed substantially horizontally with respect to the end face wall 13 in the axial direction of the motor case 10.
  • the other module unit 270 is arranged in the direction rising from the end face wall 13 in the axial direction of the motor case 10 of the heat dissipation block 251 and is arranged on the outer side in the radial direction of the motor 2. That is, the module unit 270 is arranged vertically with respect to the end wall 13 in the axial direction of the motor case 10.
  • the module unit 260 has four semiconductor modules 261 to 264 and a wiring board 265 (with an insulating layer of resin on the surface of aluminum).
  • Each of the semiconductor modules 261 to 264 is provided with three terminals 266 on one surface perpendicular to the wide surface, and the terminals 266 are arranged so as to face the outside in the radial direction of the motor 2.
  • the terminals 266 of the semiconductor modules 261 to 264 are bent at a substantially right angle toward the power circuit board 70 side.
  • the module unit 270 includes four semiconductor modules 271 to 274 and a wiring board 275.
  • the semiconductor modules 271 to 274 are provided with three terminals 276 on one surface perpendicular to the wide surface, and the terminals 276 are arranged on the power circuit board 70 side.
  • the terminals 266 of the semiconductor modules 261 to 264 and the terminals 276 of the semiconductor modules 271 to 274 are inserted into through holes 277 provided in the power circuit board 70 and are electrically connected to the power circuit board 70 by solder or the like.
  • the motor wire 27 is inserted into a through hole (not shown) formed outside the through hole 277, and is electrically connected to the power circuit board 70 by solder or the like. Thereby, the motor wire 27 is connected to the power module units 260 and 270 via the power circuit board 70.
  • the power circuit board 70 constitutes a connection portion between the motor wire 27 and the power module 60, and the motor wire 27 is more axial than the mold portion 61 of the power module 60. It is connected to the power module 60 on the side opposite to the motor case 10. That is, the motor wire 27 is connected to the power module 60 on the side opposite to the motor 2 from the mold portion 61 of the power module 60 in the axial direction.
  • the module units 260 and 270 are screwed to the heat sink 250 by screws 269.
  • the wiring boards 265 and 275 on which the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 are placed are all made of aluminum and have a resin layer on the surface. This resin layer functions as an insulating layer, and ensures insulation between the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 and the heat sink.
  • the semiconductor modules 261 to 264 are placed on the wiring board 265, and in the module unit 270, the semiconductor modules 271 to 274 are placed on the wiring board 265. 270 is screwed to the heat sink 250.
  • the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 may be attached to the heat sink 250 without using the wiring boards 265 and 275, respectively.
  • a semiconductor module of a type in which the drain electrode is covered with an insulating resin may be used.
  • the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 correspond to power modules, and the terminals 266 and 276 are terminal portions.
  • the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 constituting the module units 260 and 270 respectively have one MOS.
  • the module units 260 and 270 that are vertically arranged on the radially outer side of one heat dissipation block 251 correspond to the first inverter circuit 80, and the module units 260 and 270 that are disposed on the other heat dissipation block 251 correspond to the second inverter circuit 89. It corresponds. That is, one power module 60 constituting one drive system is arranged for one heat dissipation block 51. Since the inverter circuit 80 and the inverter circuit 89 are the same as in the above embodiment, the module units 260 and 270 corresponding to the inverter circuit 80 will be described here.
  • the semiconductor module 261 has a power supply relay 87
  • the semiconductor module 262 has a MOS 81
  • the semiconductor module 263 has a MOS 82
  • the semiconductor module 264 has a MOS 83. That is, the module unit 260 includes the power supply line side MOSs 81 to 83 and one power supply relay 87.
  • the module unit 260 includes MOSs 81 to 83 on the power supply line side, and constitutes an upstream (high potential) side circuit.
  • the semiconductor module 271 has a power relay 88
  • the semiconductor module 272 has a MOS 84
  • the semiconductor module 273 has a MOS 85
  • the semiconductor module 274 has a MOS 86. That is, the module unit 270 has ground side MOSs 84 to 86 and one power supply relay 88.
  • the module unit 270 has ground side MOSs 84 to 86, and constitutes a downstream (low potential) side circuit.
  • the semiconductor module 262 having the MOS 81 connected to the U-phase coil and the semiconductor module 272 having the MOS 84 connected to the U-phase coil are on the side of the heat dissipating block 251 on the power circuit board 70 side and radially outside. Are arranged adjacent to each other.
  • the semiconductor module 263 having the MOS 82 connected to the V-phase coil and the semiconductor module 273 having the MOS 85 connected to the V-phase coil are on the power circuit board 70 side of the heat dissipation block 251 and are radially outside. It is arranged to be adjacent to each other across the side.
  • the semiconductor module 264 having the MOS 83 connected to the W-phase coil and the semiconductor module 284 having the MOS 86 connected to the W-phase coil are the sides on the power circuit board 70 side of the heat dissipation block 251 and radially outside. Are arranged adjacent to each other. Further, the semiconductor module 261 having the power supply relay 87 and the semiconductor module 271 having the power supply relay 88 are arranged so as to be adjacent to each other on the side of the power circuit board 70 of the heat dissipation block 251 and on the radially outer side. . By arranging in this way, wiring loss can be reduced.
  • the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 do not have terminals for direct connection with the control circuit board 40. Therefore, the control circuit board 40 and the power circuit board 70 are electrically connected by the board connection terminal 278.
  • the control circuit board 40 and the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 are electrically connected via the board connection terminal 278 and the power circuit board 70.
  • the control signal output from the control circuit board 40 is sent to the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 via the board connection terminal 278 and the power circuit board 70, and the MOS signals of the semiconductor modules 261 to 264 and 271 to 274 are transmitted. ON / OFF is controlled. Thereby, the drive of the motor 2 is controlled like the said 1st Embodiment.
  • the driving device 200 according to the second embodiment also has the same effects (1) to (5) as those of the first embodiment.
  • the drive device 1001 As shown in FIG. 23, the drive device 1001 according to the third embodiment includes a cylindrical motor case 1101, an end frame 1102 screwed to the output end side of the motor case 1101, and an electronic controller portion. A bottomed cylindrical cover 1103 is provided.
  • the motor 1030 includes a motor case 1101, a stator 1201 arranged radially inside the motor case 1101, a rotor 1301 arranged radially inside the stator 1201, and a shaft 1401 that rotates together with the rotor 1301. Yes.
  • the stator 1201 has twelve salient poles 1202 that project in the radial inner direction of the motor case 1101.
  • the salient poles 1202 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the motor case 1101.
  • the salient pole 1202 has a laminated iron core 1203 formed by laminating thin plates of magnetic material, and an insulator 1204 fitted to the outside of the laminated iron core 1203 in the axial direction.
  • a winding 1205 is wound around the insulator 1204.
  • Lead wires 1206 for supplying current to the winding 1205 are drawn from six locations of the winding 1205.
  • the winding 1205 functions as a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase winding depending on the manner of current supply to the lead-out line 1206. In this sense, the winding 1205 constitutes a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase winding.
  • the lead-out line 1206 is drawn out to the electronic controller side from six holes provided at the axial end of
  • the rotor 1301 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as iron.
  • the rotor 1301 has a rotor core 1302 and a permanent magnet 1303 provided on the outer side in the radial direction of the rotor core 1302.
  • the permanent magnet 1303 has N poles and S poles alternately in the circumferential direction.
  • the shaft 1401 is fixed to a shaft hole 1304 formed at the center of the rotor core 1302.
  • the shaft 1401 is rotatably supported by a bearing 1104 of the motor case 1101 and a bearing 1105 provided on the end frame 1102.
  • a portion where the bearing 1104 is provided is a boundary between the electronic controller (drive control circuit) and the motor (movable part).
  • this boundary wall portion is referred to as an end wall 1106 of the motor case 1101.
  • the shaft 1401 extends from the end surface wall 1106 to the electronic controller side, and has a magnet 1402 for detecting the rotational position at the tip of the electronic controller side.
  • a resin printed board 1801 is disposed near the tip of the shaft 1401 on the electronic controller side.
  • the printed circuit board 1801 has a position sensor 93 at the center thereof. Thereby, the rotational position of the magnet 1402, that is, the rotational position of the shaft 1401 is detected by the position sensor 93.
  • the driving device 1001 includes six semiconductor modules 1501, 1502, 1503, 1504, 1505, and 1506.
  • the symbols in FIG. 21 are used to describe the U1 semiconductor module 1501, the V1 semiconductor module 1502, the W1 semiconductor module 1503, the U2 semiconductor module 1504, the V2 semiconductor module 1505, and the W2 semiconductor module 1506. To do.
  • the three semiconductor modules 1501 to 1503 U1 to W1 and the three semiconductor modules 1504 to 1506 U2 to W2 are connected by a bus bar 1507 to form a module unit.
  • the bus bar 1507 has a connection function, and the bus bar 1507a far from the motor case 1101 also serves as a ground, and the bus bar 1507b closer to the motor case 1101 serves as a power supply line (FIG. 24). That is, power is supplied to the semiconductor modules 1501 to 1506 via the bus bar 1507.
  • the drive device 1001 operates with two drive systems.
  • 21 to 25 show the assembly structure of the semiconductor modules 1501 to 1506, etc., and the power supply structure is not shown. In this respect, a connector is actually attached to the cover 1103, and power is supplied to the bus bar 1507 via the connector.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 are attached to a heat sink 1601 extending from the end wall 1106 of the motor case 1101 in the same direction as the center line direction of the shaft 1401.
  • the heat sink 1601 is arranged such that two columnar members having a substantially trapezoidal shape in a cross section perpendicular to the axial direction sandwich the center line of the shaft 1401, and further, a cylindrical space is formed at the center. As shown, the predetermined radius portion is cut out.
  • the heat sink 1601 has a thick cylindrical shape with an octagonal shape when viewed in the axial direction.
  • the shape is not limited to the octagonal shape, and may be a hexagonal shape as viewed in the axial direction, for example.
  • the heat sink 1601 has a side wall 1602 that constitutes a columnar member having a substantially trapezoidal shape in a sectional view in the axial direction, and the side wall 1602 is provided with notches 1603 and 1604 that constitute discontinuous portions.
  • the heat sink 1601 is integrally formed with the motor case 1101.
  • the side wall 1602 of the heat sink 1601 has a side wall surface 1605 formed wider than the side surface adjacent to the notches 1603 and 1604 among the side surfaces facing radially outward.
  • a total of six side wall surfaces 1605 are formed in the circumferential direction.
  • a housing portion 1606 that opens into a central cylindrical space is formed.
  • the housing portion 1606 has an arc surface that matches the outer shape of the capacitor.
  • the accommodating portion 1606 is formed at a position corresponding to the side wall surface 1605.
  • the portion where the accommodating portion 1606 is formed is thin, but the portion between the accommodating portion 1606 and the end surface wall 1106 of the motor case 1101 is as thick as the portion where the accommodating portion 1606 is not provided.
  • the thick portion 1107 is formed.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 are arranged one by one on the side wall surface 1605 facing the radially outward direction.
  • Each of the semiconductor modules 1501 to 1506 has a plate shape extending in the direction of the surface of the molded semiconductor chip, and one of the surfaces having a relatively large area is a heat dissipation surface.
  • a metal such as copper is exposed on the heat dissipation surface.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 are arranged such that their heat dissipation surfaces are in contact with the side wall surfaces 1605.
  • the side wall surface 1605 is a flat surface, and the heat radiation surfaces of the semiconductor modules 1501 to 1506 are also flat according to this.
  • an insulating sheet may be interposed between the heat radiation surfaces of the semiconductor modules 1501 to 1506 and the side wall surface 1605 of the heat sink 1601.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 are arranged on the side wall surface 1605 of the heat sink 1601 as described above, so that the perpendicular of the semiconductor chip surface is perpendicular to the center line of the shaft 1401. That is, in this embodiment, the semiconductor modules 1501 to 1506 are arranged vertically.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 have winding terminals 1508 at the end on the motor case 1101 side (FIG. 22).
  • the winding terminal 1508 is formed by bending outward in the radial direction.
  • Lead wires 1206 for supplying a current to the winding 1205 are drawn out from six holes provided in the end face wall 1106 of the motor case 1101 to the electronic controller side.
  • the lead-out line 1206 is drawn out to a space outside the semiconductor modules 1501 to 1506 in the radial direction.
  • the lead wire 1206 and the winding terminal 1508 are electrically connected so that the lead wire 1206 is sandwiched between the winding terminals 1508 in the space radially outside the semiconductor modules 1501 to 1506. ing.
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 have six control terminals 1509 and two capacitor terminals 1510 at the end on the side opposite to the motor case 1101.
  • the control terminal 1509 is soldered in a state of being inserted through the through hole of the printed circuit board 1801 (FIG. 23).
  • the semiconductor modules 1501 to 1506 are electrically connected to the control circuit.
  • the capacitor terminal 1510 branches from the power supply line and the ground inside the semiconductor modules 1501 to 1506, respectively. Any capacitor terminal 1510 is bent inwardly in the radial direction. In this way, the printed circuit board 180 1 is disposed in a space that is formed between the tip of the heat sink 1601 and the cover 1103.
  • capacitors 1701, 1702, 1703, 1704, 1705, and 1706 are arranged on the same side as the heat sink 1601, that is, radially inward, with respect to the semiconductor modules 1501 to 1506.
  • the symbols in FIG. 21 are used to describe the capacitors as U1 capacitor 1701, V1 capacitor 1702, W1 capacitor 1703, U2 capacitor 1704, V2 capacitor 1705, and W2 capacitor 1706.
  • the capacitors 1701 to 1706 are accommodated in the accommodating portion 1606 of the heat sink 1601 and are arranged near the semiconductor modules 1501 to 1506 one by one with respect to the semiconductor modules 1501 to 1506.
  • Capacitors 1701 to 1706 have a cylindrical shape and are arranged so that their axes are parallel to the center line of the shaft 1401 (FIG. 24). Further, since the capacitor terminals 1510 of the semiconductor modules 1501 to 1506 are bent inwardly, the terminals of the capacitors 1701 to 1706 are directly connected to the bent capacitor terminals 1510. Yes.
  • the choke coil 1052 is arranged with the shaft 1401 penetrating.
  • the choke coil 1052 is disposed in a cylindrical space formed at the center of the heat sink 1601.
  • the choke coil 1052 is formed by winding a coil wire around a donut-shaped iron core, and the end of the coil passes through one cutout portion 1603 of the heat sink 1601 and is drawn out radially (FIG. 21).
  • the coil end of the choke coil 1052 is connected so as to be interposed in the power supply line, but FIGS. 21 to 25 do not show the power supply structure for the choke coil 1052.
  • the driving device 1010 includes six semiconductor modules 1531, 1532, 1533, 1534, 1535, and 1536.
  • the semiconductor modules 1531 to 1536 are attached to a heat sink 1691 extending from the end wall 1106 of the motor case 1101 in the same direction as the center line direction of the shaft 1401.
  • the heat sink 1691 has a shape in which two columnar members having a rectangular shape in a cross section perpendicular to the axial direction are arranged so as to sandwich the center line of the shaft 1401 as shown in FIG.
  • the heat sink 1691 has a side wall 1692 as a columnar member around the center line of the shaft 1401.
  • the side wall 1692 of the heat sink 1691 has four side wall surfaces 1695 that are perpendicular to the center line of the shaft 1401 and are parallel to each other.
  • the six semiconductor modules 1531 to 1536 are arranged on the side wall surface 1695 of the heat sink 1691. Specifically, of the four side wall surfaces 1695, two in total are arranged on the two inner side wall surfaces 1695, respectively, and two in total, one on each of the two outer side wall surfaces 1695. .
  • the semiconductor modules 1531 to 1533 arranged on one side wall 1692 constitute one inverter, and the semiconductor modules 1534 to 1536 arranged on the other side wall 1692 constitute another inverter.
  • the semiconductor modules 1531 to 1536 are arranged such that their heat radiation surfaces are in contact with the side wall surface 1695.
  • the side wall surface 1695 is a flat surface, and the heat radiating surfaces of the semiconductor modules 1531 to 1536 are also flat according to this.
  • the semiconductor modules 1531 to 1536 are arranged so as to be shifted on the outer side and the inner side of the side wall 1692 so that the heat radiation surfaces do not completely face each other with the side wall 1692 interposed therebetween.
  • the semiconductor modules 1531 to 1536 have a winding terminal 1508 at the end on the motor case 1101 side (FIGS. 27 and 28). Further, the semiconductor modules 1531 to 1536 have six control terminals 1509 and two capacitor terminals 1510 at the end on the side opposite to the motor case 1101 (FIG. 26). About these points, it is the same as that of the said form.
  • capacitors 1701, 1702, 1703, 1704, 1705, and 1706 are arranged on the opposite side of the heat sink 1691 with respect to the semiconductor modules 1531 to 1536.
  • the capacitors 1701 to 1706 are arranged near the semiconductor modules 1531 to 1536 one by one with respect to the semiconductor modules 1531 to 1536.
  • the capacitors 1701 to 1706 have a cylindrical shape, and are arranged so that the axis thereof is parallel to the center line of the shaft 1401. Further, since the capacitor terminals 1510 of the semiconductor modules 1531 to 1536 are bent to the opposite side of the side wall surface 1695, the terminals of the capacitors 1701 to 1706 are directly connected to the bent capacitor terminals 1510. It is connected.
  • this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the main point, it can be implemented with a various form.
  • the heat dissipating block of the heat sink is integrally formed by the connecting portion, but the heat dissipating block may be formed separately without being connected by the connecting portion.
  • the side walls of the heat sink are arranged symmetrically with respect to the center of the shaft, but the invention is not limited to such a symmetrical arrangement.

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Abstract

　ヒートシンク（５０）が２つの放熱ブロック（５１）を有する。放熱ブロック（５１）は、幅広の柱状を呈する。放熱ブロック（５１）は、その両端に、接続部（５４、５５）を有している。接続部（５４、５５）には、モータ（２）の軸方向に貫通する孔が形成されている。一方の接続部５４には、ねじ（５６）が挿通され、モータケース（１０）に螺着される。また、他方の接続部（５５）には、ねじ（５７）が挿通され、カバー（１１０）とともにモータケース（１０）に螺着される。そして、各放熱ブロック（５１）に、２つの系統の各インバータをそれぞれ構成する２つのパワーモジュール（６０）が１つずつ配置されている。

Description

駆動装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２００９年６月２４日に出願された日本特許出願２００９－１４９６５０号、２０１０年１月２６日に出願された日本特許出願２０１０－１４３９３号および２０１０年５月２１日に出願された日本特許出願２０１０－１１７６８３号を基礎とし、その開示内容を参照導入する。
　本発明は、電動機と電動機の駆動を制御する電子コントローラとを備える駆動装置に関する。
　近年、車両のステアリングの作動を補助する機構として、電動式でトルクを発生させる電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳシステム）が使用されている。ＥＰＳシステムでは、油圧式のシステムと異なり、運転者のステアリング操作があったときにだけアシストが行われる。そのため、低燃費の実現などメリットが多い。
　このＥＰＳシステムのトルク発生源としてのモータには、例えば三相交流を印加することで回転駆動されるブラシレスモータが用いられる。このようなブラシレスモータを用いる場合、複数相（例えば三相）の巻線へ位相の異なる巻線電流を供給するため、所定電圧（例えば１２Ｖ）の直流出力から位相がずれた交流出力を作り出す必要がある。したがって、モータの巻線電流を切り換えるための電子コントローラが必要となってくる。この電子コントローラには、スイッチング機能を実現する半導体モジュールが含まれる。
　従来の駆動装置では、電子コントローラを電動機の近傍に配置している（例えば下記特許文献１～４）。電子コントローラに含まれる半導体モジュールは大電流によって発熱するため、ヒートシンク等との配置関係が工夫されている。
特開２００２－１２０７３９号公報 特開平１０－２３４１５８号公報 特開平１０－３２２９７３号公報 特開２００４－１５９４５４号公報　複数相（例えば三相）の巻線へ位相の異なる巻線電流を供給するが、モータが複数系統で制御される場合がある。この場合、各系統に対して複数相の巻線が設けられ、これら複数相の巻線に対してそれぞれインバータ回路が設けられる。このインバータ回路を構成するのが、半導体モジュールである。複数系統で制御すれば、一方の巻線を制御するためのインバータ回路（半導体モジュール）が故障しても、他方の巻線が正常に制御されることでモータの制御を継続できる。
　ところが、特許文献１では、一枚の金属基板に半導体モジュールを実装するため、複数系統のインバータ回路が構成される場合、別の系統に属する半導体モジュールが熱的な干渉を起こしてしまう。結果として、複数の系統が同時期に故障する虞がある。
　同様に、特許文献２では、半導体モジュールがヒートシンクの開口部分にまとめて配置されている。また、特許文献３でも、モータ内に形成される一つの室内に半導体モジュールを収容している。したがって、複数の系統が同時期に故障する虞がある。
　特許文献４では、半導体モジュールがモータを構成するステータの周囲に配置されており、モータの径方向の体格が大きくなるという問題がある。しかも、ここに用いられている平滑用コンデンサは平型のものであるが、例えば円筒状のコンデンサを使用しなければならない状況下では、径方向の体格が一層大きくなる。
　本発明は、モータ及び当該モータを制御する電子コントローラを一体化した駆動装置において、各駆動系統が同時期に故障することを防止することにある。
本発明の駆動装置は、モータと、ヒートシンクと、半導体モジュールとを有する。前記モータは、外郭を形成する筒状のモータケースと、前記モータケースの径方向内側に配置され、複数相を構成する巻線が巻回されたステータと、前記ステータの径方向内側に回転可能に支持されるロータと、前記ロータと共に回転し軸方向に延びるシャフトとを有する。前期ヒートシンクは、前記モータケースの前記軸方向に配置され、相互に離間する複数の柱状部を有する。前記半導体モジュールは、前記巻線に流れる巻線電流を切り換える複数の駆動系統に対応するよう設けられ、一つの柱状部に対し一つの駆動系統が対応するように前記柱状部に配置される。
本発明の第１実施形態による駆動装置を用いたパワーステアリングシステムを示す模式ブロック図である。 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平面図である。 カバーを取り外した状態の図３のＩＶ方向矢視図である。 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実施形態による電子コントローラの平面図である。 図７のＶＩＩＩ方向矢視図である。 図７のＩＸ方向矢視図である。 図７のＸ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態による電子コントローラの斜視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の平面図である。 図１２のＸ方向矢視図である。 図１２のＸＩＶ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるパワーユニットの平面図である。 図１６のＸＶＩＩ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態によるパワーユニットの斜視図である。 本発明の第２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２実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の斜視図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の平面図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の側面図である。 図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線断面図である。 本発明の第３実施形態による駆動装置の斜視図である。 本発明の第３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４実施形態による駆動装置の平面図である。 本発明の第４実施形態による駆動装置の側面図である。 本発明の第４実施形態による駆動装置の斜視図である。
　以下、本発明による電子コントローラ内蔵の駆動装置を図面に示す実施例に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一、類似の部分は同一、類似の符号を付す。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態による駆動装置１を図１～図１９に示す。
駆動装置１は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に適用される。駆動装置１は、モータ２および電子コントローラ３を備える電子コントローラ内蔵型モータ装置である。電子コントローラ３は、制御配線部としての制御回路基板４０、ヒートシンク５０、パワーモジュール６０、パワー配線部としてのパワー回路基板７０等から構成されている（図５、６）。
　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（Controller 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を正逆回転させるブラシレスモータである。モータ２は、電子コントローラ３により電流の供給および駆動が制御される。電子コントローラ３は、モータ２を駆動する駆動電流が通電されるパワー回路部１００、および、モータ２の駆動を制御する制御回路９０から構成される。
　パワー回路部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（第１、第２）のインバータ回路８０、８９を有している。インバータ回路８０とインバータ回路８９とは、同様の構成であるので、ここではインバータ回路８０について説明する。
　第１インバータ回路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：ＭＯＳ）８１～８６を有している。ＭＯＳ８１～８６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）されるスイッチング素子である。
　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、インバータ回路８０は、電源リレー８７、８８を有している。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１～８６と同様のＭＯＳＦＥＴにより構成される。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１～８３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、コンデンサ７８等の電子部品が誤って逆向きの極性に接続された場合に逆向きの電流が流れないように、逆接続保護のために設けられる。
　シャント抵抗９９は、ＭＯＳ８４～８６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、モータ２の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ＭＯＳ８１～８３の電源側と、グランド側に設けられるＭＯＳ８４～８６のグランド側と、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、ＭＯＳ８１～８６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。
　制御回路９０は、プリドライバ回路９１、カスタムＩＣ９２、回転検出部としての位置センサ９３、および、マイクロコンピュータ９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、機能ブロックとして、レギュレータ回路９５、位置センサ信号増幅回路９６、および、検出電圧増幅回路９７を含む。
　レギュレータ回路９５は、電源を安定化する安定化回路である。レギュレータ回路９５は、各部へ供給される電源の安定化を行う。例えばマイクロコンピュータ９４は、このレギュレータ回路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。
　位置センサ信号増幅回路９６には、位置センサ９３からの信号が入力される。位置センサ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、位置センサ信号増幅回路９６に送られる。位置センサ信号増幅回路９６は、回転位置信号を増幅してマイクロコンピュータ９４へ出力する。
　検出電圧増幅回路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クロコンピュータ９４へ出力する。
　マイクロコンピュータ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、マイクロコンピュータ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、マイクロコンピュータ９４には、ＣＡＮを経由して車速情報が入力される。マイクロコンピュータ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回路９１を介してインバータ回路８０を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ９４は、プリドライバ回路９１を介してＭＯＳ８１～８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、インバータ回路８０を制御する。つまり、６つのＭＯＳ８１～８６のゲートがプリドライバ回路９１の６つの出力端子に接続されているため、プリドライバ回路９１によりゲート電圧を変化させることにより、ＭＯＳ８１～８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
　また、マイクロコンピュータ９４は、検出電圧増幅回路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回路８０を制御する。なお、制御回路９０は、インバータ回路８９についてもインバータ回路８０と同様に制御する。
　駆動装置１は、図２に示すように、モータ２の軸方向の一方の端部に電子コントローラ３が設けられており、モータ２と電子コントローラ３とが積層構造になっている。
　モータ２は、モータケース１０、ステータ２０、ロータ３０、シャフト３５等を備えている。
　モータケース１０は、鉄等により筒状に形成される。モータケース１０の電子コントローラ３と反対側の端部には、アルミにより形成されるエンドフレーム１４がねじ等により固定される。モータケース１０の電子コントローラ３側の端部の軸中心には、開口１１が設けられている。開口１１には、シャフト３５が挿通される。
　モータケース１０の電子コントローラ３側の端部には、樹脂ガイド１６が設けられる。樹脂ガイド１６は、略環状に形成され、中心部が開口している。
　モータケース１０の径方向内側には、ステータ２０が配置される。ステータ２０は、モータケース１０の径方向内側に突出する１２個の突極２１を有している。突極２１は、モータケース１０の周方向に所定間隔で設けられている。突極２１は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心２３、および積層鉄心２３の軸方向外側に嵌合する図示しないインシュレータを有している。インシュレータには、巻線２６が巻回されている。巻線２６は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルからなる三層巻線を構成している。
　ステータ２０の径方向内側には、ロータ３０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３０は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成される。ロータ３０は、ロータコア３１と、ロータコア３１の径方向外側に設けられる永久磁石３２を有している。永久磁石３２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配列されている。
　シャフト３５は、ロータコア３１の軸中心に形成された軸穴３３に固定されている。シャフト３５は、モータケース１０に設けられる軸受１２およびエンドフレームに設けられる軸受１５によって回転可能に支持される。これにより、シャフト３５は、ステータ２０に対し、ロータ３０とともに回転可能となっている。
　シャフト３５は、電子コントローラ３側の端部にマグネット３６を有している。シャフト３５の電子コントローラ３側は、モータケース１０の開口１１に挿通されているので、シャフト３５の電子コントローラ３側の端部に設けられるマグネット３６は、電子コントローラ３側に露出している。また、シャフト３５は、制御回路基板４０を貫通しておらず、マグネット３６は、制御回路基板４０のモータ２側の端面４１の近傍であって、端面４１と対向する位置に配置される。
　また、シャフト３５は、電子コントローラ３の反対側の端部に出力端３７を有している。シャフト３５の反電子コントローラ３側（電子コントローラ３の反対側）には、内部にギア７（図１）を有する図示しないギアボックスが設けられる。ギア７は、出力端３７と連結され、シャフト３５の駆動力によって回転駆動される。
　図５および図６に示すように、モータ線〈リード線）２７は、巻線２６の６箇所から引き出されている。モータ線２７は、樹脂ガイド１６に設けられる６つの孔に挿通される。これにより、モータ線２７は、樹脂ガイド１６によって位置決めされるとともに、モータケース１０との絶縁が確保される。また、モータ線２７は、電子コントローラ３側へ引き出され、制御回路基板４０、パワーモジュール６０の径方向外側を通ってパワー回路基板７０に接続される。すなわち、モータ２の軸方向から見たとき、モータ線２７は、パワーモジュール６０よりも径方向外側に配置される。また、モータ線２７は、パワーモジュール６０の径方向外側の領域にてパワーモジュール６０を跨いでパワー回路基板７０側まで延びて形成される。
　電子コントローラ３は、図５、６に示すように、モータケース１０を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。電子コントローラ３は、軸方向において、モータ２側から、制御回路基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー回路基板７０がこの順で配列されている。すなわち、軸方向において、モータケース１０、制御回路基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー回路基板７０が、この順で配列されている。
　制御回路基板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、モータケース領域に収まる略長方形の板状に形成される。制御回路基板４０の四隅は、ヒートシンク５０をモータケース１０に組み付けるための逃がしとして、切欠４２が形成されている。また、制御回路基板４０は、モータ２側からねじ４７によってヒートシンク５０に螺着される。
　制御回路基板４０には、制御回路９０を構成する各種電子部品が実装されている。制御回路基板４０のモータ２側の端面には、プリドライバ回路９１、カスタムＩＣ９２、位置センサ９３、マイクロコンピュータ９４が実装されている。
　位置センサ９３は、制御回路基板４０の略中心に設けられ、シャフト３５のマグネット３６と対向している。これにより、シャフト３５とともに回転するマグネット３６による磁界の変化を検出することにより、シャフト３５の回転を検出する。また、制御回路基板４０には、長手側の外縁に沿って、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４３が形成されている。また、制御回路基板４０のモータ２と反対側であって、短手側の一側に、制御コネクタ４５が接続されている。制御コネクタ４５は、モータ２の径方向外側から配線を接続可能に設けられ、各種センサからのセンサ情報が入力される。
　ヒートシンク５０は、互いに離間して設けられる２つの柱状部としての放熱ブロック５１を有する。２つの放熱ブロック５１の間には、連結部５２が設けられる。２つの放熱ブロック５１および連結部５２は、熱伝導性のよい材料、例えばアルミ、により一体に形成されている。放熱ブロック５１は、シャフト３５の軸線を延長した仮想線である中心線よりもモータ２の径方向外側に設けられる。
　ヒートシンク５０は、図１４に示すように、側面、すなわち図１２のＸＩＶ方向からみたとき、全体としてＨ字状に形成されている。また、ヒートシンク５０は、モータ２の軸方向から見たとき、図１２に示すように、コ字状に形成されている。放熱ブロック５１の径方向内側の面と連結部５２とで形成される凹部５３には、図１０等に示すように、制御コネクタ４５が嵌り込む。
　放熱ブロック５１は、幅広の柱状に形成される。放熱ブロック５１の両端には、接続部５４、５５を有している。接続部５４、５５は、モータ２の軸方向に貫通する孔が形成される。一方の接続部５４には、ねじ５６が挿通され、モータケース１０に螺着される。また、他方の接続部５５には、ねじ５７が挿通され、後述するカバー１１０とともにモータケース１０に螺着される。一方の放熱ブロック５１の接続部５４と他方の放熱ブロック５１の接続部５４とは、シャフト３５の中心線に対して対称となるように配置される。また同様に、一方の放熱ブロック５１の接続部５５と他方の放熱ブロック５１の接続部５５とは、シャフト３５の中心線に対して対称となるように配置される。
　また、放熱ブロック５１は、モータケース１０の径方向外側となる幅広の面である受熱面５９を有している。受熱面５９は、モータケース１０の軸方向の端面から立ち上がる方向に形成されている。受熱面５９は、モータケース１０の軸方向における端面壁１３と略垂直に形成されている。
　ヒートシンク５０のモータ２における径方向外側には、受熱面５９に沿ってパワーモジュール６０が配置される。すなわち、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は、２つの放熱ブロック５１に対して１つずつ配置される。
　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に垂直な面である第１の面６２に形成される。また、パワー端子６５は、モールド部６１の幅広面長手方向に垂直な面であって、第１の面６２と対向する第２の面６３に形成される。パワーモジュール６０は、制御端子６４が形成される第１の面６２が制御回路基板４０側、パワー端子６５が形成される第２の面６３がパワー回路基板７０側となるようにヒートシンク５０の受熱面５９に沿って縦配置される。すなわち、制御端子６４が制御回路基板４０側に突設され、パワー端子６５がパワー回路基板７０側に突設される。
　制御端子６４は、制御回路基板４０のスルーホール４３に挿通され、はんだ等により制御回路基板４０と電気的に接続される。この制御端子６４を介して、制御回路基板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、パワー回路基板７０に形成される後述するスルーホール７３に挿通され、はんだ等によりパワー回路基板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２６に通電される巻線電流がパワーモジュール６０に通電される。制御回路基板４０側には、モータ２の駆動制御に係る程度の小さい電流（例えば、２Ａ）しか通電されない。一方、パワー回路基板７０側には、モータ２を駆動するための大電流（例えば、８０Ａ）が通電される。そのため、パワー端子６５は、制御端子６４よりも太く形成されている。
　制御グランド端子６６は、制御端子６４と同等の太さに形成される。制御グランド端子６６は、モールド部６１を貫通して設けられ、パワー回路基板７０のグランドと制御回路基板４０とを接続している。
　また、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ＭＯＳ８１～８６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、スイッチング素子または電源リレーであるＭＯＳ８１～８８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。２つのパワーモジュール６０を備えており、図１に示すインバータ回路８０、８９を構成している。
　一方のパワーモジュール６０が第１インバータ回路８０に対応し、図１に示すＭＯＳ８１～８６、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、ＭＯＳ８１～８６、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が第２インバータ回路８９に対応し、インバータ回路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、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。すなわち、１つの放熱ブロック５１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。
　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に固定され、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のヒートシンク５０側の面には、配線パターンの一部が金属放熱部としてモールド部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に接触することにより、効率よく放熱することができる。放熱シートは、パワーモジュール６０からの熱をヒートシンク５０に伝えるとともに、パワーモジュール６０とヒートシンク５０との絶縁を確保している。すなわち、放熱シートは、放熱部材であるとともに、絶縁部材である。
　パワー回路基板７０は、例えばガラスエポキシ基板から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略正方形の板状に形成される。パワー回路基板７０の四隅は、ヒートシンク５０の接続部５５のスペースを確保すべく、切欠７１が形成されている。また、パワー回路基板７０は、モータ２の反対側からねじ７２によってヒートシンク５０に螺着されている。
　パワー回路基板７０には、巻線２６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。図１９に２点鎖線で示す配線が、パワー回路基板７０に設けられている。
　パワー回路基板７０には、パワーモジュール６０のパワー端子６５を挿通するスルーホール７３が形成される。また、パワー回路基板７０のスルーホール７３の外側には、モータ線２７が挿通されるスルーホール７４が形成される。モータ線２７は、スルーホール７４に挿通され、はんだ等により、パワー回路基板７０と電気的に接続される。これにより、モータ線２７は、パワー回路基板７０を介してパワーモジュール６０と接続される。すなわち、パワー回路基板７０がモータ線２７とパワーモジュール６０との接続部を構成しており、モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータケース１０側においてパワーモジュール６０と接続している。なお、モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータ２側においてパワーモジュール６０と接続している。
　パワー回路基板７０のモータ２側の面には、チョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、およびパワーコネクタ７９が実装されており、パワーユニット１０５を構成している。パワーユニット１０５およびパワーモジュール６０が、パワー回路部１００を構成している。
　ここで、パワーユニット１０５は図１６～図１８に示すように配置される。
　パワーユニット１０５を構成するチョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、パワーコネクタ７９は、２つの放熱ブロックの間に形成される空間に配置される。また、軸方向において、チョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、パワーコネクタ７９は、ヒートシンク５０の連結部５２とパワー回路基板７０との間に設けられる。これらの電子部品は、制御回路基板４０に接続される制御コネクタ４５側から、チョークコイル７６、コンデンサ７７およびコンデンサ７８、パワーコネクタ７９がこの順で直線的に配列される。
　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、モータ２の軸方向から見たとき、シャフト３５と重ならない位置に配置される。また、チョークコイル７６は、その軸線が、シャフト３５の中心線と略垂直となるように縦配置される。
　コンデンサ７７は、４つのコンデンサ７８の略中心に配置される。４つのコンデンサ７８は、コンデンサ７７を取り囲むように近接して配置される。コンデンサ７７、７８は、いずれもアルミ電解コンデンサが用いられている。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。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。
　パワーコネクタ７９は、制御回路基板４０と接続される制御コネクタ４５と反対側に設けられている。パワーコネクタ７９は、モータ２の径方向外側から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、パワー回路基板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、パワー回路基板７０、パワーモジュール６０、およびモータ線２７を経由して、ステータ２０に巻回された巻線２６へ供給される。
　電子コントローラ３は、カバー１１０の内部に収容される（図５、図６）。カバー１１０は、鉄等の磁性材料によって形成され、電子コントローラ３側から外部へ電界および磁界が漏れるのを防ぐとともに、電子コントローラ３側へ埃等が入り込むのを防止する。カバー１１０は、モータケース１０と略同等の径であって、モータ２側に開口する有底円筒状に形成される。カバー１１０は、ねじ５７によりヒートシンク５０とともにモータケース１０に螺着される。カバー１１０には、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９と対応する位置に切欠１１１が設けられている。この切欠１１１から制御コネクタ４５、パワーコネクタ７９が、径方向外側に向いて露出する。また、樹脂ガイド１６のパワーコネクタ７９側の切欠１１１と対応する位置には、凸部１８が形成されている。なお、樹脂ガイド１６には、段差部１９が形成されており、カバー１１０と嵌り合うようになっている。
　ここで、駆動装置１の作動を説明する。
　制御回路基板４０上のマイクロコンピュータ９４は、位置センサ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、プリドライバ回路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系統のインバータ回路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２６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３０およびシャフト３５が一体となって回転する。そして、シャフト３５の回転により、出力端３７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２６に通電される巻線電流により、モータ２を駆動している。巻線２６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。
　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３０等のサイズは、要求される出力に応じて設定可能である。
　本実施形態の駆動装置１は以下の効果を発揮する。
　（１）ヒートシンク５０が２つの放熱ブロック５１を有する。そして、各放熱ブロック５１に、インバータ８０，８９を構成するパワーモジュール６０が１つずつ配置されている。これにより、パワーモジュール６０から、バランスよく放熱することができる。また、離間した２つの放熱ブロック５１にそれぞれ配置するため、１つのパワーモジュール６０が別のパワーモジュール６０から熱による影響を受けることがない。さらに、同様箇所にパワーモジュール６０を集めて配置する構成と比べ、別々の箇所にパワーモジュール６０を配置することで、２つの系統が同時期に故障するという事態を抑制できる。また、パワーモジュール６０が、ヒートシンク５０と共に、モータケース１０の軸方向に配置される。これにより、径方向における体格を小型化することができる。
　（２）放熱ブロック５１が、幅広の柱状に形成される。放熱ブロック５１は、その両端に、接続部５４、５５を有している。接続部５４、５５には、モータ２の軸方向に貫通する孔が形成されている。一方の接続部５４には、ねじ５６が挿通され、モータケース１０に螺着される。また、他方の接続部５５には、ねじ５７が挿通され、カバー１１０とともにモータケース１０に螺着される。これにより、モータケース１０に対してヒートシンク５０を簡単に固定することができる。
　（３）２つの放熱ブロック５１は、シャフト３５の中心を基準にして対称に配置されている。このような放熱ブロック５１としたことで、パワーモジュール６０の配置設計や取り付け作業に要する時間が短縮される。
　（４）パワーモジュール６０が、ヒートシンク５０の受熱面５９に沿って配置される。すなわち、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。このとき、同一規格のパワーモジュール６０を使用しており、パワーモジュール６０の制御端子６４及びパワー端子６５は、軸方向に視ると、シャフト３５の中心を基準にして点対称となっている。したがって、２つのパワーモジュール６０を区別する必要がないという点で有利である。
　これに対し、パワーモジュール６０の制御端子６４及びパワー端子６５が、軸方向に視た場合に、シャフト３５の中心を基準にして線対称となるようにしてもよい。この場合、２つの半導体モジュールの端子が軸方向に視て同じ順序で並ぶため、配線の取り回しが容易になるという点で有利である。
　（５）チョークコイル７６は、放熱ブロック５１の間に形成される空間に配置されている。また、放熱ブロック５１の間に形成される空間には、平滑コンデンサ７７、電解コンデンサ７８、制御コネクタ４５、７９といった比較的大型の電子部品が配置される。これにより、スペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
（第２実施形態）
　第２実施形態による駆動装置２００では、図１９および図２０に図示するように、　ヒートシンク２５０は、第１実施形態と同様、互いに離間して設けられる２つの柱状部としての放熱ブロック２５１、および、２つの放熱ブロック２５１の間に設けられる連結部２５２を有している。２つの放熱ブロック２５１および連結部２５２は、熱伝導性のよい材料（例えばアルミ）により一体に形成されている。ヒートシンク２５０のモータケース１０の径方向外側の面、および、パワー回路基板７０側の面が、受熱面２５９となっている。
１つの放熱ブロック２５１に対して２つのモジュールユニット２６０、２７０が配置されている。一方のモジュールユニット２６０は、放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０に対向する面に配置されている。すなわち、モジュールユニット２６０は、モータケース１０の軸方向における端面壁１３に対して略水平に配置されている。もう一方のモジュールユニット２７０は、放熱ブロック２５１のモータケース１０の軸方向における端面壁１３から立ち上がる方向であって、モータ２の径方向外側に配置されている。すなわち、モジュールユニット２７０は、モータケース１０の軸方向における端面壁１３に対して縦配置されている。
　モジュールユニット２６０は、４つの半導体モジュール２６１～２６４および配線基板２６５（アルミニウムの表面に樹脂の絶縁層あり）を有している。半導体モジュール２６１～２６４は、幅広面に垂直な１つの面にそれぞれ３本の端子２６６が設けられ、この端子２６６がモータ２の径方向外側を向くように配置される。半導体モジュール２６１～２６４の端子２６６は、パワー回路基板７０側に略直角に折り曲げられる。
　また、モジュールユニット２７０は、４つの半導体モジュール２７１～２７４および配線基板２７５を有している。半導体モジュール２７１～２７４は、幅広面に垂直な１つの面に３つの端子２７６が設けられ、この端子２７６がパワー回路基板７０側となるように配置される。
　半導体モジュール２６１～２６４の端子２６６および半導体モジュール２７１～２７４の端子２７６は、パワー回路基板７０に設けられたスルーホール２７７に挿通され、はんだ等によりパワー回路基板７０と電気的に接続される。
　なお、モータ線２７は、スルーホール２７７の外側に形成される図示しないスルーホールに挿通され、はんだ等によりパワー回路基板７０と電気的に接続される。これにより、モータ線２７は、パワー回路基板７０を介してパワーモジュールユニット２６０、２７０と接続される。
　すなわち、上記第１実施形態と同様、パワー回路基板７０がモータ線２７とパワーモジュール６０との接続部を構成しており、モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータケース１０側においてパワーモジュール６０と接続している。すなわち、モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータ２側においてパワーモジュール６０と接続している。
　モジュールユニット２６０、２７０は、ねじ２６９によりヒートシンク２５０に螺着されている。半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４が載置される配線基板２６５、２７５は、いずれもアルミで形成され、表面に樹脂層を有している。この樹脂層が絶縁層として機能し、半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４とヒートシンクとの絶縁を確保している。
　この実施形態では、モジュールユニット２６０では、半導体モジュール２６１～２６４が配線基板２６５に載置されており、モジュールユニット２７０では、半導体モジュール２７１～２７４が配線基板２６５に載置されており、モジュールユニット２６０、２７０がヒートシンク２５０に螺着されている。しかし、配線基板２６５、２７５を用いずに、半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４をそれぞれヒートシンク２５０に取り付けてもよい。この場合、半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４とヒートシンク２５０との間に絶縁シートを介在させる必要がある。また、絶縁シートを介在させない場合、ドレイン電極を樹脂で絶縁被覆したタイプの半導体モジュールを用いてもよい。
　なお、半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４がパワーモジュールに対応し、端子２６６、２７６が端子部である。
　モジュールユニット２６０、２７０をそれぞれ構成する半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４は、それぞれ１つのＭＯＳを有している。一方の放熱ブロック２５１の径方向外側に縦配置されるモジュールユニット２６０、２７０が第１インバータ回路８０と対応し、他方の放熱ブロック２５１に配置されるモジュールユニット２６０、２７０が第２インバータ回路８９と対応している。すなわち、１つの放熱ブロック５１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。上記実施形態と同様、インバータ回路８０とインバータ回路８９とは同様のものであるので、ここでは、インバータ回路８０に対応するモジュールユニット２６０、２７０について説明する。
　一方の放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０側の面に配置されるモジュールユニット２６０においては、半導体モジュール２６１が電源リレー８７を有し、半導体モジュール２６２がＭＯＳ８１を有し、半導体モジュール２６３がＭＯＳ８２を有し、半導体モジュール２６４がＭＯＳ８３を有している。すなわち、モジュールユニット２６０は、電源ライン側のＭＯＳ８１～８３と１つの電源リレー８７を有している。モジュールユニット２６０は、電源ライン側のＭＯＳ８１～８３を有しており、上流（高電位）側回路を構成している。
　また、放熱ブロック２５１の径方向外側の面に縦配置されるモジュールユニット２７０においては、半導体モジュール２７１が電源リレー８８を有し、半導体モジュール２７２がＭＯＳ８４を有し、半導体モジュール２７３がＭＯＳ８５を有し、半導体モジュール２７４がＭＯＳ８６を有している。すなわち、モジュールユニット２７０は、グランド側のＭＯＳ８４～８６と１つの電源リレー８８を有している。モジュールユニット２７０は、グランド側のＭＯＳ８４～８６を有しており、下流（低電位）側回路を構成している。
　また、Ｕ相コイルに接続されるＭＯＳ８１を有する半導体モジュール２６２と、Ｕ相コイルに接続されるＭＯＳ８４を有する半導体モジュール２７２とは、放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置されている。同様に、Ｖ相コイルに接続されるＭＯＳ８２を有する半導体モジュール２６３と、Ｖ相コイルに接続されるＭＯＳ８５を有する半導体モジュール２７３とは、放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置されている。また、Ｗ相コイルに接続されるＭＯＳ８３を有する半導体モジュール２６４と、Ｗ相コイルに接続されるＭＯＳ８６を有する半導体モジュール２８４とは、放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置される。さらに、電源リレー８７を有する半導体モジュール２６１と、電源リレー８８を有する半導体モジュール２７１とは、放熱ブロック２５１のパワー回路基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置される。このように配置することにより、配線ロスを少なくすることができる。
　半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４は、制御回路基板４０と直接接続するための端子を有していない。そのため、制御回路基板４０とパワー回路基板７０とは、基板接続ターミナル２７８によって電気的に接続されている。また、制御回路基板４０と半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４とは、基板接続ターミナル２７８およびパワー回路基板７０を介して電気的に接続している。制御回路基板４０から出力される制御信号は、基板接続ターミナル２７８およびパワー回路基板７０を経由して半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４へ送られ、半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４のＭＯＳのオン／オフを制御している。これにより、上記第１実施形態と同様にモータ２の駆動が制御される。
　この第２実施形態による駆動装置２００も、上記第１実施形態と同様の効果（１）～（５）を奏する。
　また、本実施形態では、系統ごとに一体化されたモジュールではなく、ＭＯＳごとに樹脂モールドされた半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４を用いている。半導体モジュール２６１～２６４、２７１～２７４は、ヒートシンク２５０のパワー基板７０と対向する面に配置される。これにより、スペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
（第３実施形態）
　第３実施形態による駆動装置１００１は、図２３に示すように、その外郭として、円筒状のモータケース１１０１と、モータケース１１０１に対し出力端側に螺着されるエンドフレーム１１０２と、電子コントローラ部分を覆う有底円筒状のカバー１１０３とを備えている。
　モータ１０３０は、モータケース１１０１と、モータケース１１０１の径方向内側に配置されたステータ１２０１と、ステータ１２０１の径方向内側に配置されたロータ１３０１と、ロータ１３０１と共に回転するシャフト１４０１とを有している。
　ステータ１２０１は、モータケース１１０１の径内方向に突出する１２個の突極１２０２を有している。この突極１２０２は、モータケース１１０１の周方向に所定間隔で設けられている。突極１２０２は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心１２０３と、積層鉄心１２０３の軸方向外側に嵌合するインシュレータ１２０４とを有している。このインシュレータ１２０４には、巻線１２０５が巻回されている。巻線１２０５へ電流を供給するための取出線１２０６は、巻線１２０５の６箇所から引き出されている。巻線１２０５は、取出線１２０６への電流供給の態様によって、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の三相巻線として機能する。この意味で、巻線１２０５が、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の三相巻線を構成している。取出線１２０６は、モータケース１１０１の軸方向端部に設けられた６つの穴から電子コントローラ側へ引き出されている。
　ロータ１３０１は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成されている。ロータ１３０１は、ロータコア１３０２と、当該ロータコア１３０２の径方向外側に設けられた永久磁石１３０３とを有している。永久磁石１３０３は、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に有する。
　シャフト１４０１は、ロータコア１３０２の軸中心に形成された軸穴１３０４に固定されている。また、シャフト１４０１は、モータケース１１０１の軸受け１１０４と、エンドフレーム１１０２に設けられた軸受け１１０５とによって、回転可能に軸支されている。これにより、シャフト１４０１は、ステータ１２０１に対し、ロータ１３０１と共に回転可能となっている。なお、軸受け１１０４が設けられる部分は、電子コントローラ（駆動制御回路）とモータ（可動部）との境界であり、以下では、この境界壁部分を、モータケース１１０１の端面壁１１０６と称する。さらにまた、シャフト１４０１は、端面壁１１０６から電子コントローラ側へ延び、電子コントローラ側の先端に、回転位置を検出するためのマグネット１４０２を有している。シャフト１４０１の電子コントローラ側の先端付近には、樹脂製のプリント基板１８０１が配置される。このプリント基板１８０１は、その中央に、位置センサ９３を有している。これにより、マグネット１４０２の回転位置、すなわちシャフト１４０１の回転位置が、位置センサ９３によって検出される。
　次に、図２１～図２５を参照しつつ、電子コントローラの構造を説明する。なお、図２１、図２２及び図２４では、カバー１１０３及びプリント基板１８０１を省略して示している。
　図２１に示すように、駆動装置１００１は、６つの半導体モジュール１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６を備えている。これら半導体モジュール１５０１～１５０６を区別する場合、図２１中の記号を用い、Ｕ１半導体モジュール１５０１、Ｖ１半導体モジュール１５０２、Ｗ１半導体モジュール１５０３、Ｕ２半導体モジュール１５０４、Ｖ２半導体モジュール１５０５、Ｗ２半導体モジュール１５０６と記述する。
　Ｕ１～Ｗ１の３つの半導体モジュール１５０１～１５０３、及び、Ｕ２～Ｗ２の３つの半導体モジュール１５０４～１５０６は、バスバー１５０７で連結されてモジュールユニットを形成している。バスバー１５０７は、連結機能を有すると共に、モータケース１１０１に対し遠い側のバスバー１５０７ａがグランドを兼ね、モータケース１１０１に近い側のバスバー１５０７ｂが電源ラインを兼ねる（図２４）。すなわち、バスバー１５０７を経由して半導体モジュール１５０１～１５０６へ電力が供給される。
　このとき、Ｕ１～Ｗ１の３つの半導体モジュール１５０１～１５０３が一つのインバータを構成し、Ｕ２～Ｗ２の３つの半導体モジュール１５０４～１５０６がもう一つのインバータを構成している。したがって、駆動装置１００１は、２つの駆動系統で動作する。
　なお、図２１～図２５は、半導体モジュール１５０１～１５０６等の組み付け構造を示すものであり、電力供給構造については図示していない。この点、実際には、カバー１１０３にコネクタが取り付けられ、そのコネクタを経由してバスバー１５０７へ電力が供給される。
　半導体モジュール１５０１～１５０６は、モータケース１１０１の端面壁１１０６からシャフト１４０１の中心線方向と同方向へ延設されたヒートシンク１６０１に対し取り付けられている。
　ヒートシンク１６０１は、図２１に示すように、軸方向に垂直な断面における形状が略台形状の２つの柱状部材がシャフト１４０１の中心線を挟むよう並べられ、さらに、中心に円柱形状の空間が形成されるように所定半径部分を切り欠いた形状となっている。ヒートシンク１６０１は、全体として見ると、厚肉の軸方向視八角形状の筒形状である。もちろん、八角形状には限定されず、例えば軸方向視六角形状としてもよい。ヒートシンク１６０１は軸方向断面視略台形状の柱状部材を構成する側壁１６０２を有し、この側壁１６０２には、不連続部分を構成する切り欠き部１６０３、１６０４が設けられている。ここで、ヒートシンク１６０１は、モータケース１１０１と一体成形されている。
　また、ヒートシンク１６０１の側壁１６０２は、径外方向へ向く側面のうち切り欠き部１６０３、１６０４に隣接する側面よりも幅広に形成された側壁面１６０５を有している。側壁面１６０５は、円周方向に計６つ形成されている。各側壁面１６０５の径内方向には、中心の円柱形状の空間に開口する収容部１６０６が形成されている。この収容部１６０６は、コンデンサの外形に合わせた円弧面を有している。また、収容部１６０６は、側壁面１６０５に対応する位置に形成されている。ヒートシンク１６０１において、収容部１６０６が形成された部位は薄肉となっているが、収容部１６０６からモータケース１１０１の端面壁１１０６までの間は、収容部１６０６が設けられていない部分と同様に肉厚の厚肉部１１０７となっている。
　以上のように形成されたヒートシンク１６０１に対し、半導体モジュール１５０１～１５０６は、径外方向を向く側壁面１６０５に一つずつ配置されている。半導体モジュール１５０１～１５０６は、モールドされた半導体チップの面の方向に広がる板状であり、相対的に面積の大きな面の一方が放熱面となっている。例えば、放熱面には、銅などの金属が露出している。半導体モジュール１５０１～１５０６は、その放熱面が側壁面１６０５に接触するように配置されている。このとき、側壁面１６０５は平面で構成されており、これに合わせて、半導体モジュール１５０１～１５０６の放熱面も平面となっている。なお、半導体モジュール１５０１～１５０６の放熱面とヒートシンク１６０１の側壁面１６０５との間に絶縁シートを介在させる構成であってもよい。
　半導体モジュール１５０１～１５０６は、上述のごとくヒートシンク１６０１の側壁面１６０５に配置されることで、半導体チップ面の垂線がシャフト１４０１の中心線に垂直となっている。すなわち、本形態において半導体モジュール１５０１～１５０６は、縦配置されている。
　半導体モジュール１５０１～１５０６は、モータケース１１０１側の端部に、巻線用端子１５０８を有している（図２２）。この巻線用端子１５０８は、径方向外側へ折り曲げられて形成されている。巻線１２０５へ電流を供給するための取出線１２０６がモータケース１１０１の端面壁１１０６に設けられた６つの穴から電子コントローラ側へ引き出されている。この取出線１２０６は、半導体モジュール１５０１～１５０６の径方向外側の空間に引き出されている。これにより、取出線１２０６と巻線用端子１５０８とは、半導体モジュール１５０１～１５０６の径方向外側の空間において、取出線１２０６が巻線用端子１５０８に挟持されるようにして、電気的に接続されている。
　また、半導体モジュール１５０１～１５０６は、反モータケース１１０１側の端部に、６本の制御用端子１５０９と、２本のコンデンサ用端子１５１０とを有している。制御用端子１５０９は、プリント基板１８０１（図２３）のスルーホールに挿通した状態で半田付けされる。これにより、半導体モジュール１５０１～１５０６が、制御回路に電気的に接続される。一方、コンデンサ用端子１５１０はそれぞれ、半導体モジュール１５０１～１５０６の内部で電源ライン及びグランドから分岐している。そして、いずれのコンデンサ用端子１５１０も、径内方向へ折り曲げられている。このようにプリント基板１８０
１は、ヒートシンク１６０１の先端部とカバー１１０３との間にできる離間スペースに配置される。
　図２１に示すように、半導体モジュール１５０１～１５０６に対し、ヒートシンク１６０１と同じ側に、つまり径方向内側に、６つのコンデンサ１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６が配置されている。これらコンデンサ１７０１～１７０６を区別するため、図２１中の記号を用い、Ｕ１コンデンサ１７０１、Ｖ１コンデンサ１７０２、Ｗ１コンデンサ１７０３、Ｕ２コンデンサ１７０４、Ｖ２コンデンサ１７０５、Ｗ２コンデンサ１７０６と記述する。
　コンデンサ１７０１～１７０６は、ヒートシンク１６０１の収容部１６０６に収容されて半導体モジュール１５０１～１５０６に対して一つずつ、半導体モジュール１５０１～１５０６の近傍に配置されている。コンデンサ１７０１～１７０６は円柱形状を呈し、その軸がシャフト１４０１の中心線に平行となるように配置されている（図２４）。また、半導体モジュール１５０１～１５０６の有するコンデンサ用端子１５１０が径内方向へ折り曲げられていることで、この折り曲げられたコンデンサ用端子１５１０に対し、コンデンサ１７０１～１７０６の端子が、直接的に接続されている。
　また、シャフト１４０１が電子コントローラ側へ延びているが、図２３に示すように、このシャフト１４０１が貫通した状態で、チョークコイル１０５２が配置されている。チョークコイル１０５２は、ヒートシンク１６０１の中心に形成された円柱形状の空間に配置されている。チョークコイル１０５２はドーナツ状の鉄心にコイル線が巻回されてなり、コイル端は、ヒートシンク１６０１の一方の切り欠き部１６０３を通って、径外方向へ引き出されている（図２１）。
　なお、チョークコイル１０５２のコイル端は電源ラインに介在するように接続されるが、図２１～図２５は、チョークコイル１０５２に対する電力供給構造については、図示していない。
　本第３実施形態においても、上記第１実施形態の（１），（３），（５）の効果が奏される。
（第４実施形態）
　第４実施形態になる駆動装置１０１０は、図２６に示すように、６つの半導体モジュール１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６を備えている。半導体モジュール１５３１～１５３６は、モータケース１１０１の端面壁１１０６からシャフト１４０１の中心線方向と同方向へ延設されたヒートシンク１６９１に対し取り付けられている。
　ヒートシンク１６９１は、図２６に示すように、軸方向に垂直な断面における形状が長方形状の２つの柱状部材がシャフト１４０１の中心線を挟むよう並べられた形状となっている。ヒートシンク１６９１は、シャフト１４０１の中心線の周りに柱状部材としての側壁１６９２を有している。
　また、ヒートシンク１６９１の側壁１６９２は、シャフト１４０１の中心線に垂直で、相互に平行な４つの側壁面１６９５を有している。
　このようなヒートシンク１６９１の側壁面１６９５に、上記６つの半導体モジュール１５３１～１５３６が配置されている。具体的には、４つの側壁面１６９５のうち、内側の２つの側壁面１６９５にそれぞれ２つずつ計４つが配置され、外側の２つの側壁面１６９５にそれぞれ１つずつ計２つが配置されている。
　一方の側壁１６９２に配置される半導体モジュール１５３１～１５３３が一つのインバータを構成し、他方の側壁１６９２に配置される半導体モジュール１５３４～１５３６がもう一つのインバータを構成する。
　半導体モジュール１５３１～１５３６は、その放熱面が側壁面１６９５に接触するように配置されている。このとき、側壁面１６９５は平面であり、これに合わせて、半導体モジュール１５３１～１５３６の放熱面も平面となっている。また、放熱面同士が側壁１６９２を挟んで完全には対向しないように、半導体モジュール１５３１～１５３６は、側壁１６９２の外側と内側とでずらして配置されている。
　また、半導体モジュール１５３１～１５３６は、モータケース１１０１側の端部に、巻線用端子１５０８を有している（図２７、図２８）。また、半導体モジュール１５３１～１５３６は、反モータケース１１０１側の端部に、６本の制御用端子１５０９と、２本のコンデンサ用端子１５１０とを有している（図２６）。これらの点については、上記形態と同様である。
　図２６に示すように、半導体モジュール１５３１～１５３６に対し、ヒートシンク１６９１の反対側に、６つのコンデンサ１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６が配置されている。
　コンデンサ１７０１～１７０６は、半導体モジュール１５３１～１５３６に対して一つずつ、半導体モジュール１５３１～１５３６の近傍に配置されている。コンデンサ１７０１～１７０６は円柱形状を呈し、その軸がシャフト１４０１の中心線に平行となるように配置されている。また、半導体モジュール１５３１～１５３６の有するコンデンサ用端子１５１０が側壁面１６９５の反対側へ折り曲げられていることで、この折り曲げられたコンデンサ用端子１５１０に対し、コンデンサ１７０１～１７０６の端子が、直接的に接続されている。
　本第４実施形態の駆動装置１０１０によっても、上記形態で説明した効果（１），（３）と同様の効果が奏される。
　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、その主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。
（Ａ）上記実施形態では、インバータが２系統の例を説明したが、インバータは３系統以上であってもよい。
　（Ｂ）上記第１及び第２実施形態ではヒートシンクの放熱ブロックは連結部によって一体に形成されていたが、放熱ブロックを連結部で連結せずに、別々に形成してもよい。
　（Ｃ）上記第１～第４実施形態ではヒートシンクの側壁がシャフトの中心を基準にして対称に配置されていたが、このような対称配置に限定されるものではない。

Claims (11)

  1. 　外郭を形成する筒状のモータケース（１０、１１０１）と、前記モータケースの径方向内側に配置され、複数相を構成する巻線が巻回されたステータ(２０、１２０１)と、前記ステータの径方向内側に回転可能に支持されるロータ(３０、１３０１)と、前記ロータと共に回転し軸方向に延びるシャフト（３５、１４０１）とを有するモータ（２，１０３０）と、
    　前記モータケースの前記軸方向に配置され、相互に離間する複数の柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）を有するヒートシンク(５０、２５０、１６０１、１６９１)と、
    　前記巻線に流れる巻線電流を切り換える複数の駆動系統に対応するよう設けられ、一つの柱状部に対し一つの駆動系統が対応するように前記柱状部に配置された複数の半導体モジュール（６０、２６１～２６４、２７１～２７４、１５０１～１５０６、１５３１～１５３６）とを備えることを特徴とする駆動装置。
  2. 　請求項１に記載の駆動装置において、
    　前記柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）は、径方向に所定の厚みを有する厚肉板状に形成されていることを特徴とする駆動装置。
  3. 　請求項２に記載の駆動装置において、
    　前記柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）は、その端部に、軸方向に貫通する固定用穴が形成された接続部(５４，５５)を有していることを特徴とする駆動装置。
  4. 　請求項１～３の何れか一項に記載の駆動装置において、
    前記ヒートシンクは、前記柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）を互いに連結する連結部（５２，２５２）を有することを特徴とする駆動装置。
  5. 　請求項１～４の何れか一項に記載の駆動装置において、
    　前記ヒートシンク(５０、２５０、１６０１、１６９１)は、第１駆動系統に対応する前記半導体モジュールが設けられる第１柱状部及び、第２駆動系統に対応する前記半導体モジュールが設けられる第２柱状部を有することを特徴とする駆動装置。
  6. 　請求項５に記載の駆動装置において、
    　前記柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）は、前記シャフトの中心を基準にして対称となるよう設けられていることを特徴とする駆動装置。
  7. 　請求項６に記載の駆動装置において、
    前記半導体モジュール（６０、２６１～２６４、２７１～２７４、１５０１～１５０６、１５３１～１５３６）は、前記各柱状部の一つの面に配置される単一のモジュールであることを特徴とする駆動装置。
  8. 　請求項７に記載の駆動装置において、
    　前記半導体モジュール（６０、２６１～２６４、２７１～２７４、１５０１～１５０６、１５３１～１５３６）は、軸方向に突出する端子の配列が当該軸方向に視て前記シャフトの中心を基準にして線対称となっていることを特徴とする駆動装置。
  9. 　請求項８に記載の駆動装置において、
    　前記半導体モジュール（６０、２６１～２６４、２７１～２７４、１５０１～１５０６、１５３１～１５３６）は、軸方向に突出する端子の配列が当該軸方向に視て前記シャフトの中心を基準にして点対称となっていることを特徴とする駆動装置。
  10. 　請求項７に記載の駆動装置において、
    　前記半導体モジュール（６０、２６１～２６４、２７１～２７４、１５０１～１５０６、１５３１～１５３６）は、前記各柱状部の隣り合う２つの面に接触するモジュールであることを特徴とする駆動装置。
  11. 　請求項１～１０の何れか一項に記載の駆動装置において、
    　前記柱状部（５１、２５１、１６０２、１６９２）の径方向内側に、コンデンサ(７７、７８、１７０１～１７０６)及びコイル（７６、１０５２）を配置したことを特徴とする駆動装置。
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