WO2013108422A1

WO2013108422A1 - 一体型電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: WO2013108422A1
Application number: PCT/JP2012/063598
Authority: WO
Inventors: 田中　大輔; 浅尾　淑人
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-07-25
Also published as: EP2805872B1; EP3403903B1; IN2014CN03242A; US20140239780A1; JP5518106B2; CN103930333B; EP3403901B1; EP3403903A1; EP3403902A1; EP3403901A1; CN103930333A; EP2805872A4; EP3403902B1; EP2805872A1; JP2013147050A; US10017203B2

Abstract

　電動機部（４０）と減速機構部（２０）と制御装置部（５０）とが一体に固定され、制御装置部（５０）は、少なくとも制御回路要素を含み動作することで発熱する発熱素子（５３１）と、発熱素子（５３１）を実装した制御基板（５３）と、制御基板（５３）を固定する機構部材（５００）とを有し、発熱素子（５３１）が発生した熱の少なくとも一部を、熱伝導部材（５７）を介して機構部材（５００）へ伝熱させ得るように構成した。

Description

一体型電動パワーステアリング装置

　この発明は、車両に搭載される一体型電動パワーステアリング装置に関するものである。

　従来の一体型電動パワーステアリング装置は、インバータや電子リレーを構成するパワー部の発熱素子を、直接、若しくは金属やセラミック等の基板上に実装して、ヒートシンク等の機構部材へネジやバネ構造によって密着させて固定し、発熱素子が発生する熱を機構部材へ放熱させるように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。

国際公開ＷＯ２０１０／００７６７２Ａ１号公報

　従来の一体型電動パワーステアリング装置は、機構部材へ密着しない状態で配置される基板上に実装される発熱素子に対する放熱対策が不十分であるという課題があった。又、基板及び発熱素子上に専用のヒートシンクやファンを装着し冷却する別の従来例もあるが、この場合、重量が重くなり、素子固定用半田や基板上の半田の強度が十分ではないという課題があった。

　この発明は、従来の一体型電動パワーステアリング装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたもので、構造の簡略化と組立性の向上を図りながら発熱素子の放熱性を向上させると共に、耐久性及び信頼性の高い一体型電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。

　この発明による一体型電動パワーステアリング装置は、
　車両の運転者による操舵トルクに対応したアシストトルクを発生し、前記発生したアシストトルクを減速機構部を介して前記車両のステアリング軸に付与する電動機を備えた電動機部と、前記電動機を制御する制御回路要素を備えた制御装置部とを備え、前記電動機部と前記減速機構部と前記制御装置部とが一体に固定されてなる一体型電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御装置部は、少なくとも前記制御回路要素を含み動作することで発熱する発熱素子と、前記発熱素子を実装した制御基板と、前記制御基板を固定する機構部材とを有し、　前記発熱素子が発生した前記熱の少なくとも一部を、熱伝導部材を介して前記機構部材に伝熱させ得る、
ように構成したことを特徴とするものである。

　この発明による一体型電動パワーステアリング装置によれば、発熱素子が発生する熱を熱伝導部材を介して機構部材へ効果的に放熱して冷却することができるので、耐久性及び信頼性の高い一体型電動パワーステアリング装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置の断面図である。この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置一体型電動機の断面図である。この発明の実施の形態２による一体型電動パワーステアリング装置の一部分の断面図である。この発明の実施の形態３による一体型電動パワーステアリング装置の一部分の断面図である。この発明の実施の形態４による一体型電動パワーステアリング装置の断面図である。この発明の実施の形態５による一体型電動パワーステアリング装置の断面図である。

実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置を示す断面図、図２は、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置に於ける、制御装置一体型電動機の断面図である。以下述べるこの発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置に於いて、制御装置一体型電動機（ＭＣＵとも称される）は、永久磁石型同期電動機として構成されている。

　図１及び図２に於いて、一体型電動パワーステアリング装置１００は、運転者により操作されるハンドル（図示せず）に連結されたステアリング軸１０に、減速機構部（ギヤを含む。以下同様）２０を介して制御装置一体型電動機３０が一体に連結されている。制御装置一体型電動機３０は、運転者によるハンドル操作時に減速機構部２０を介してステアリング軸１０にアシストトルクを加え、運転者のハンドル操作力を低減する。

　減速機構部２０は、ステアリング軸１０に固定されたウオームホイール２１と、このウオームホイール２１に噛合するウオームギア軸２３を有するウオームギア２２と、ハウジング２４とを備える。ウオームギア軸２３は、制御装置一体型電動機３０の回転子軸４３の端部に固定されたカップリングとしてのボス３１により、制御装置一体型電動機３０の回転子軸４３とスプライン結合されている。

　制御装置一体型電動機３０は、固定子４１と回転子４２を備えた電動機部（モータとも称される）４０と、電動機駆動回路を含む制御装置部５０を備える。制御装置部５０は、金属製のケースとしての、減速機構側ケース５２と電動機側ケース５１を備える。固定子４１は、鉄製の円筒状のフレーム４１４の内面側に固定されている。

　フレーム４１４は、ネジ（図示せず）により電動機側ケース５１に固定されている。電動機側ケース５１は、アルミ合金のダイキャスト形成品によって形成されており、軸方向他端部が減速機構側ケース５２の軸方向端部に結合されている。

　減速機構側ケース５２は、アルミ合金のダイキャスト成形品により形成されており、その軸方向に対して直行する方向に延びる内壁部５２１を備える。減速機構側ケース５２と減速機構部２０のハウジング２４とは、減速機構側ケース５２の軸方向の一端部に形成されたインロー部５２２が減速機構部２０のハウジング２４の内周面に嵌合されてボルト（図示せず）により一体に固定されている。

　制御装置部５０は、電動機部４０の内部空間に連通する制御装置内部空間を備えると共に、その制御装置内部空間に、マイクロコンピュータやＦＥＴ駆動回路等の発熱素子５３１、及びその他の制御に必要な素子（図示せず）が実装されたガラスエポキシ樹脂製の制御基板５３と、パワーＭＯＳＦＥＴにより構成されたパワー半導体素子５４１とシャント抵抗（図示せず）、及びその他のパワー回路部に必要な素子（図示せず）が実装されたパワー基板５４を収納している。尚、このパワー回路部の発熱は、制御装置部５０の中で最も大きい。

　パワー基板５４は、減速機構側ケース５２の内壁部５２１の電動機側壁面に密着固定されている。尚、パワー基板５４は、減速機構側ケース５２の内壁部５２１の減速機側壁面、或いは電動機側ケース５１に密着固定してもよい。

　制御基板５３は、電源信号ターミナル及び信号ターミナルを内蔵し、ターミナル・モールド部５６上に固定されている。ターミナル・モールド部５６は、制御装置部５０の内部で減速機構側ケース５２に固定されている。制御基板５３と、外部の電源線と信号ターミナルと、パワー基板５４とは、半田付け又はスナップフィットによって電気的に接続されている。

　前述のように、減速機構部２０と、制御装置部５０と電動機部４０とからなる制御装置一体型電動機（ＭＣＵ）３０とが、何れも共通の回転軸を持つように構成される一体型電動パワーステアリング装置を、ここでは特に、同軸一体型電動パワーステアリング装置と定義する。

　制御基板５３上に実装されるマイクロコンピュータやＦＥＴ駆動回路は、制御装置部５０が動作中に常に発熱する。このように制御基板５３に実装されて発熱する素子を発熱素子５３１と総称する。発熱素子５３１に対しては、熱による破壊、暴走、信頼性の低下を防ぐために適切な放熱手段を必要とする。

　制御装置部５０の減速機構側ケース５２と電動機側ケース５１は、制御装置部５０で発生する熱を大気へ伝導、放熱する機能も併せ持つため、これらを、発熱素子５３１に対して熱伝導と放熱機能からみた場合の機構部材５００と総称する。又、機構部材５００は、熱伝導性を有して、発熱素子５３１の近傍に配置される部材であればよく、制御装置部５０の構成部品の他、減速機構部２０の一部、電動機部４０の一部であってもよい。

　制御基板５３には発熱素子５３１が実装されており、発熱素子５３１の近傍と機構部材５００との間は直接密着する構造ではないため、従来の装置の場合では発熱素子５３１の熱は発熱素子５３１の表面から、或いは制御基板５３へ熱伝導してから、制御装置部５０内部の空気に対して放熱し、その空気から機構部材５００へと熱が伝わり放熱することとなるが、空気の熱抵抗は非常に大きく、制御基板５３上の発熱素子５３１の放熱効果は小さいものであった。

　従来、その放熱対策のために、発熱素子５３１へ専用ヒートシンクを設ける例やファンを配置する例もあるが、構造が複雑となり、部品点数が増加し、ネジやバネ構造等による押さえつけ工程が必要となり、重量が大きくなると共に素子及び素子固定用半田、基板及び基板上の半田強度が問題となっていた。

　この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、発熱素子５３１と機構部材５００との間の空間に、熱伝導性を有する熱伝導部材５７を配置する構成としており、この構成によって、発熱素子５３１から熱伝導部材５７を介して機構部材５００へ放熱する熱伝導経路を形成し放熱効果を大きくすることができ、放熱のための構成も簡略化することができる。熱伝導部材５７は、発熱素子５３１の表面にほぼ全面的に当接されており、発熱素子５３１からの熱が効果的に熱伝導部材５７に伝達される。

　尚、実施の形態１では、前述のように、発熱素子５３１の表面にほぼ全面的に熱伝導部材５７を当接させて大きな放熱効果を得るように構成しているが、熱伝導部材５７を配置する位置は発熱素子５３１の近傍、或いは発熱素子５３１の近傍だけでなく例えば制御基板５３の周辺部等に配置するだけであっても、制御基板５３の熱伝導を利用して制御基板５３全体の熱を放熱部材を介して機構部材５００へ放熱することが可能である。

　又、制御基板５３と機構部材５００との間に配置する熱伝導部材５７は、柔軟性と弾力性、接着性を有し、一体型電動パワーステアリング装置１００に振動が加わった際に、制御基板５３と機構部材５００との間に於けるクッション材として機能することで、常に隙間を空けることなく発熱素子５３１と機構部材５００との間でこれらに密着して熱伝導すると共に、制御基板５３の振動による変位を抑えることができるように構成されている。

　制御装置部５０の組立工程に於いては、軸方向に対して図１の左側から、減速機構側ケース５２、パワー基板５４、ターミナルモールド部５６、制御基板５３、電動機側ケース５１と順次積み上げ的に組付けていく。このとき、発熱素子５３１を実装している制御基板５３と機構部材５００とが軸方向に対して垂直に対向するように、機構部材５００に於ける減速機構側ケース５２と電動機側ケース５１とが配置され、熱伝導部材５７は、制御基板５３に実装された発熱素子５３１の近傍に対向するように配置される。尚、熱伝導部材５７は、発熱素子５３１の表面に塗布されるようにしてもよい。

　このように、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置は、前述の組立工程の中で、容易に熱伝導部材５７を、発熱素子５３１と機構部材５００に於ける電動機側ケース５１との間に挟み込むことができるよう構成されている。

　熱伝導部材５７は、発熱素子５３１からヒートマスの大きい電動機部４０側の機構部材５００に放熱して大きい放熱効果が得られるように、発熱素子５３１の電動機部４０側の表面は電動機側ケース５１に対向して配置されている。

　又、最も発熱の大きい素子及び回路を搭載するパワー基板５４は、制御装置部５０の減速機構側ケース５２に密着して固定されている。これにより、パワー基板５４が発生する熱は、減速機構側ケース５２を介して減速機構（ギヤ）２０側に放熱される。そして、前述したように、制御基板５３に実装された発熱素子５３１が発生する熱は、熱伝導部材５７及び電動機側ケース５１を介して電動機部４０側へ放熱される。その結果、パワー基板５４が発生する熱と制御基板５３に実装されている発熱素子５３１が発生する熱とは、互いに干渉することなく放熱され、放熱効果が大きくなる。

　機構部材５００に於ける電動機側ケース５１は、熱伝導部材５７との接触部近傍に凸部５１１を有し、この凸部５１１の厚みを調整することにより、凸部５１１の表面と発熱素子５３１の表面との距離、従って熱伝導部材５７の厚みを調節することができる。

　又、凸部５１１によって機構部材５００の熱容量を大きくしている。機構部材５００は、金属等の熱伝導性の高い材料を用いており、熱伝導部材５７として用いる部材の材料よりも熱伝導性が高い。このため、機構部材５００に凸部５１１を設けることによって、発熱素子５３１までの距離、即ち熱伝導部材５７の厚みを小さくして放熱効果を高め、又、熱伝導部材５７の使用量を低減してコストダウンにつなげることができるよう構成されている。更に、熱伝導経路を構成する機構部材５００の熱容量を大きくすることで、発熱素子５３１の温度上昇を抑えるように構成されている。

　機構部材５００の取り付け工程に於いては、発熱素子５３１とそれを実装する制御基板５３は、熱伝導部材５７を介して機構部材５００によって押し付けられることになり、応力ストレスが発生する。熱伝導性部材５７は柔軟性と反発弾性を有するため、応力ストレス低減のためには熱伝導部材５７の厚みが大きい方が有利となる。

　機構部材５００の熱伝導部材５７との接触部近傍に凸部５１１を設けることにより、制御基板５３上に実装される発熱素子５３１に対する熱伝導部材５７の熱伝導性と応力緩和を両立するための距離、即ち熱伝導部材５７の厚み、を最適に設定することができる。又、制御基板５３上に夫々厚みが異なる発熱素子５３１が複数実装されている場合であっても、機構部材５００に複数の厚みの異なる凸部５１１を各発熱素子５３１に夫々対応させて設けることで、全ての発熱素子５３１に対して最適厚みの熱伝導部材５７を配置することができる。

　又、凸部５１１に接触熱抵抗を低減する手段、例えば面粗度を小さくする加工処理やメッキ、塗装処理等を施すことによって、熱伝導部材５７と機構部材５００との間に空気が介在して冷却性が低下することを防止し放熱効果を大きくすることができる。

　この実施の形態１では、熱伝導部材５７に硬化性樹脂を用いることによって、熱伝導部材５７の発熱素子５３１に対する貼付工程を、自動塗布機を用いて合理化を図れるようにしている。

　又、熱伝導部材５７に用いる硬化性樹脂は、前述の貼付工程に於いて、発熱素子５３１に貼付後、その硬化前に機構部材５００を組み付け、その後の工程で硬化するようにすることで、機構部材５００の組み付け時に機構部材５００が発熱素子５３１や制御基板５３を押しつけて密着する際の応力の発生を無くしてストレスフリーとなる構成としている。

　尚、この実施の形態１では、制御装置部５０と、電動機部４０、及び減速機構部２０を同軸上に構成しているが、制御装置部５０を同軸上ではなく例えば電動機部４０の図に於ける上面若しくは下面等に配置する構成としても良く、この場合であっても制御基板５３上の発熱素子５３１から熱伝導部材５７を介して機構部材５００へ放熱する効果と制御基板５３の振動変位を抑える効果を、同軸構成とした場合と同様に得ることができる。

　又、この実施の形態１では、パワー基板５４と制御基板５３を別々に構成し、パワー基板５４を機構部材５００に密着させ、制御基板５３は機構部材５００と直接密着しない構成としているが、パワー基板５４を機構部材５００に密着させずに熱伝導部材５７を介して機構部材５００へ放熱する構成としてもよいし、パワー基板５３と制御基板５４を併せて１枚で構成し、熱伝導部材５７を介して機構部材５００へ放熱することも可能である。

　以上述べたように、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、制御基板５３上の発熱素子５３１近傍部と機構部材５００との間に熱伝導部材５７を介在させる構造としているため、発熱素子５３１から熱伝導部材５７を介して機構部材５００に熱伝導されて温度抑制されると共に、熱伝導部材５７が制御基板５３と機構部材５００との間に於いて振動吸収材として働くため、制御基板５３の振動変位も抑制することができる。

　又、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、発熱素子５３１に直接熱伝導部材５７が接触している構成としているため、発熱素子５３１から機構部材５００への熱伝導効果を大きくすることができる。

　更に、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、減速機構部２０と、制御装置部５０と、電動機部４０とを同軸構造とし、その軸に対して垂直な面に機構部材５００の減速機側ケース５２と電動機側ケース５１とを配置し、これらを制御基板５３の面に対向するように熱伝導部材５７を配置する構成としているため、制御装置部５０を構成する機構部品、パワー基板５４、制御基板５３を、軸方向から順次積み上げ的に組み立てていく工程の中で、熱伝導部材５７を容易に発熱素子５３１と電動機側ケース５１との間に挟み込むことができる。

　又、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、制御装置部５０の減速機構側ケース５２を発熱素子５３１に対向させるように配置し、発熱素子５３１の熱を熱伝導部材５７を介して電動機側ケース５１に放熱する構成としているため、ヒートマスの大きな電動機部４０側に放熱することができ、放熱効果を大きくすることができる。

　更に、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、減速機構部２０と電動機部側４０との間に制御装置部５０を同軸に配置する構造としているので、制御装置部５０内で減速機構側ケース５２にパワー基板５４を配置して、最も発熱の大きいパワー基板５４の発熱を減速機構部２０側に放熱し、制御基板５３上の発熱素子５３１を熱伝導部材５７を介して電動機（モータ）４０側に放熱することができ、パワー基板５４からの熱と制御基板５３からの熱の干渉なく、効率的に放熱して冷却することができる。

　又、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７に対向する機構部材５００の熱伝導面に凸部５１１を備える構造としているため、発熱素子５３１及び制御基板５３と機構部材５００との間の熱伝導部材５７が挟まれる間隔を、応力ストレス低減と冷却性が両立する最適距離に調節して設定することができるとともに、機構部材５００の熱容量を上げて発熱素子５３１の温度上昇を抑制することができる。

　更に、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、前述の凸部５１１に於ける熱伝導部材５７との接触面は、前述したように接触熱抵抗の低減手段を有しているため、熱伝導部材５７と機構部材５００の間に空気が介在し冷却性が低下することを防ぐことができる。

　又、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化性の樹脂を用いているため、熱伝導部材５７の貼付工程を合理化することができる。

　又、この発明の実施の形態１による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化前に装着し、後工程にて硬化するように構成しているため、機構部材５００組立工程で基板や発熱素子５３１に応ストレスがかからないストレスフリーとすることができる。

実施の形態２．
　前述の実施の形態１では、熱伝導部材５７を、直接、発熱素子５３１の表面に当接させる構成としていたが、実施の形態２では、制御基板５３の発熱素子５３１が実装される面に対する反対側の反実装面に、熱伝導部材５７を当接させる構成としたものである。

　図３は、この発明の実施の形態２による一体型電動パワーステアリング装置の一部分の断面図であり、減速機構部２０と電動機部４０との間に制御装置部５０が配置される同軸型一体型電動パワーステアリング装置を示している。図３に於いて、制御基板５３は、減速機構側ケース５２に固定されている。発熱素子５３１は、制御基板５３の減速機構側ケース５２に対向する面に実装されている。熱伝導部材５７は、制御基板５３に於ける発熱素子５３１が実装されている面の反対側の面に当接して設置されている。電動機側ケース５１に設けられた凸部５１１の表面は、熱伝導部材５７の表面に当接している。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

　発熱素子５３１が発生する熱は、制御基板５３を介して熱伝導部材５７に熱伝導し、更に熱伝導部材５７を介して機構部材５００の電動機側ケース５１へ熱伝導される。このとき、制御基板５３の発熱素子５３１を実装している側の面と反実装側の面とを導電スルーホールで接続し、更に熱伝導部材５７が接触する部分に導電パターンを形成しておくと、導電スルーホールと導電パターンを利用してさらに効果的に放熱することができる。

　発熱素子５３１と機構部材５００との間の距離は、温度変化に伴う機構部材５００の熱膨張・収縮によって変化する場合があるが、熱伝導部材５７によって機構部材５００と発熱素子５３１が接着されていると、発熱素子５３１に対して引っ張り応力ストレス、及び押し付け応力ストレスがかかる。又、発熱素子５３１のリード線は、通常、制御基板５３に半田付けによって実装されているが、温度変化が繰り替えされた場合、発熱素子５３１のリード線及びその半田部分には繰り返し応力ストレスが加わることになる。そこで、前述したように、制御基板５３に於ける発熱素子５３１を実装していない側の面熱伝導部材５７を配置する構成とすることで、発熱素子５３１のリード線及びその半田部分への応力ストレス発生を無くすことができる。

　以上述べたように、この発明の実施の形態２による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７を、制御基板５３に於ける発熱素子５３１を実装していない側の面と機構部材５００との間に配置する構成としているため、温度変化に伴って発生する発熱素子５３１のリード線やその半田付け部分への応力ストレスを無くし、半田寿命、部品寿命を長くして信頼性を高めることができる。

　又、この発明の実施の形態２による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化性の樹脂を用いているため、熱伝導部材５７の貼付工程を合理化することができる。

実施の形態３．
　図４は、この発明の実施の形態３による一体型電動パワーステアリング装置の一部分の断面図であり、減速機構部２０と電動機部４０との間に制御装置部５０が配置される同軸型一体型電動パワーステアリング装置を示している。図４に於いて、制御基板５３は、減速機構側ケース５２に固定されている。発熱素子５３１は、制御基板５３の減速機構側ケース５２に対向する側の面に実装されている。熱伝導部材５７は、発熱素子５３１の表面と減速機構側ケース５２に設けられた凸部５２１１の表面との間に配置されている。

　このように、実施の形態３による一体型電動パワーステアリング装置では、発熱素子５３１から発生する熱は、熱伝導部材５７を介して減速機構側ケース５２に放熱する構造としている。制御基板５３の減速機構側ケース５２に対向する面に実装された発熱素子５３１と減速機構側ケース５２との間に、直接、熱伝導部材５７を配置することで、発熱素子５３１に発生する熱をヒートマスの大きい減速機構部２０側へ熱伝導して放熱を行うことができる。

　尚、発熱素子５３１を制御基板５３の反減速機構側ケース５２側の面に実装し、制御基板５３の減速機構側ケース５２に対向する側の面に熱伝導部材５７を配置して放熱するようにしてもよい。この場合の効果は、実施の形態２と同様である。

　又、この発明の実施の形態３による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化性の樹脂を用いているため、熱伝導部材５７の貼付工程を合理化することができる。

　以上述べたように、この発明の実施の形態３による一体型電動パワーステアリング装置によれば、減速機構部２０と電動機部４０との間に制御装置部５０が配置される同軸型に構成され、発熱素子５３１からの熱を熱伝導部材５７を介して減速機構側ケース５２に放熱する構造としているため、発熱素子５３１からヒートマスの大きい減速機構（ギヤ）２０側に放熱することで放熱効果を大きくすることができる。

実施の形態４．
　図５は、この発明の実施の形態４による一体型電動パワーステアリング装置の断面図であり、減速機構部２０と制御装置部５０との間に電動機部４０が配置される同軸型一体型電動パワーステアリング装置を示している。即ち、図５に示すように、制御装置部５０は、電動機部４０の反減速機構部（２０）側に電動機部４０と同軸に配置されている。

　制御基板５３は、制御装置部５０に於ける電動機側ケース５２０に固定されている。発熱素子５３１は、制御基板５３に於ける電動機側ケース５２０に対向する側の面に実装されている。熱伝導部材５７は、発熱素子５３１の表面と電動機側ケース５２０に設けられた凸部５２０１の表面との間に配置されている。

　発熱素子５３１からの熱は、熱伝導部材５７を介して電動機側ケース５２０に放熱する構成としている。発熱素子５３１から発生した熱を、ヒートマスが大きくかつ電動機部４０自身の発熱を減速機構（ギヤ）２０側に熱伝導している電動機部４０側に放熱することで、発熱素子５３１の放熱効果を高めることができる。

　尚、発熱素子５３１を制御基板５３の反電動機側ケース５１０に対向する面に実装し、熱伝導部材５７を、制御基板５３の電動機側ケース５２０に対向する面と電動機側ケース５２０に設けられた凸部５２０１の表面との間に配置し、発熱部材５３１の熱を、制御基板５３１と熱伝送部材５７を介して電動機側ケース５２０へ放熱する構成としてもよく、この場合の効果は実施の形態２と同様である。

　又、この発明の実施の形態４による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化性の樹脂を用いているため、熱伝導部材５７の貼付工程を合理化することができる。

　以上述べたように、この発明の実施の形態４による一体型電動パワーステアリング装置は、減速機構部２０と制御装置部５０との間に電動機部４０が配置される同軸型に構成されており、発熱素子５３１からの熱を、熱伝導部材５７を介して電動機側ケース５２０に放熱する構造としているため、発熱素子５３１の放熱効果を高めることができる。

実施の形態５．
　図６は、この発明の実施の形態５による一体型電動パワーステアリング装置の断面図であり、減速機構部２０と制御装置部５０との間に電動機部４０が配置される同軸型一体型電動パワーステアリング装置を示している。即ち、図６に示すように、制御装置部５０は、電動機部４０の反減速機構部（２０）側に電動機部４０と同軸に配置されている。

　発熱素子５３１は、制御基板５３の制御装置（ＥＣＵ）側ケース５２０に対向していない側の面に実装されている。熱伝導部材５７は、発熱素子５３１の表面と機構部材５００に於ける反電動機側ケース５１０に設けられた凸部５１０１の表面との間に配置されている。

　発熱素子５３１からの熱は、熱伝導部材５７を介して制御装置部５０の反電動機側ケース５１０へ熱伝導部材５７を介して放熱されるので、発熱素子５３１を有していない側へ放熱することで放熱効果を高めている。

　又、前述のように、発熱素子５３１の熱を、熱伝導部材５７を介して反電動機側ケース５１０へ放熱するように構成するのに加えて、制御装置部５０の電動機側ケース５２０に、最も発熱の大きい半導体素子５３１及びパワー回路を搭載するパワー基板５４を配置して、その発熱をヒートマスが大きく電動機部４０自身も減速機構（ギヤ）２０側に熱伝導する電動機部４０側に放熱することによって、制御基板５３上の発熱素子５３１の放熱経路と、パワー基板５４の放熱経路を互いに逆方向へ放熱して、熱の干渉なく効率的に放熱し、冷却することができるように構成している。

　又、この発明の実施の形態５による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７は硬化性の樹脂を用いているため、熱伝導部材５７の貼付工程を合理化することができる。

　以上述べたように、この発明の実施の形態５による一体型電動パワーステアリング装置によれば、減速機構部２０と制御装置部５０との間に電動機部４０が配置される同軸型、即ち、電動機部４０の反減速機構部（２０）側の軸方向端部に制御装置部５０を配置した同軸型に構成されており、発熱素子５３１からの熱を、熱伝導部材５７を介して、発熱体を有しない反電動機側ケース５１０へ放熱することによって放熱効果を高めることができる。

　又、この発明の実施の形態５による一体型電動パワーステアリング装置によれば、減速機構部２０と制御装置部５０との間に電動機部４０が配置し、電動機部４０の反減速機構部（２０）側の軸方向端部に制御装置部５０を配置した同軸型に構成されており、発熱素子５３１からの熱を、熱伝導部材５７を介して、発熱体を有しない反電動機側ケース５１０へ放熱するようにすると共に、最も発熱の大きい半導体素子５３１及びパワー回路を搭載するパワー基板５４を電動機側ケース５２０に配置して電動機側ケース５２０にパワー基板５４の熱を放熱する構造としているため、パワー基板５４の熱と制御基板５３の発熱素子５３１の熱を互いに逆方向の経路で放熱するよう構成したので、熱の干渉なく効率的に放熱、冷却することができる。

実施の形態６．
　次に、この発明の実施の形態６による一体型電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態６では、前述の実施の形態１乃至５に於ける熱伝導部材５７を、柔軟性と反発弾性、及び弱接着性を持つシート状部材に構成したものである。その他の構成は、実施の形態１乃至５のうちの何れかと同様である。

　熱伝導部材５７を、柔軟性と反発弾性、及び弱接着性を持つ材料によりシート状に構成したことで、組立工程に於いて熱伝導部材５７の取り付けを貼付によって容易に装着することができる。又、シートの柔軟性によって、組付け時に発熱素子５３１と制御基板５３が機構部材５００に押圧されて発熱素子５３１と制御基板５３発生する応力を緩和することができる。

　更に、発熱素子５３１又は制御基板５３と機構部材５００との間隔の距離は、温度変化に伴う機構部材５００の熱膨張・収縮によって距離が変化する場合があるが、熱伝導部材５７を柔軟性と反発弾性及び弱接着性を持つシート状部材とすることで、前述の間隔の距離の変化に対して発生する応力を、熱伝導部材５７の厚みの変化によって吸収緩和することができる。このため、温度変化が繰り返された場合に発生する、繰り返し応力ストレスを無くすことができる。

　以上述べたように、この発明の実施の形態６による一体型電動パワーステアリング装置によれば、熱伝導部材５７を柔軟性と反発弾性および弱接着性をもつシート状部材としたので、組付け工程を容易にし、組付け時に発熱素子５３１と制御基板が機構部材５００に押されて発生する応力を緩和することができ、又、温度変化にともなって発生する発熱素子５３１のリードや半田付け部分、基板、基板上の各部半田への応力ストレスを無くし、半田寿命、部品寿命を長くして信頼性を高めることができる。

　尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

　この発明は、自動車分野、取り分け自動車の電動パワーステアリング装置に用いることができる。

１００　一体型電動パワーステアリング装置
１０　ステアリング軸　　　　　　　２０　減速機構部
２１　ウオームホイール　　　　　　２２　ウオームギア
２３　ウオームギア軸　　　　　　　２４　ハウジング
３０　制御装置一体型電動機　　　　３１　ボス
４０　電動機部　　　　　　　　　　４１　固定子
４１４　フレーム　　　　　　　　　４２　回転子
４３　回転子軸　　　　　　　　　　５０　制御装置部
５００　機構部材　　　　　　　　　５１、５２０　電動機側ケース
５１０　反電動機側ケース
５１１、５２１１、５１０１、５２０１　凸部
５２　減速機構側ケース　　　　　　５２１　減速機構側ケースの内壁部
５２０　制御装置部の電動機側ケース
５２２　インロー部　　　　　　　　５３　制御基板
５３１　発熱素子　　　　　　　　　５４　パワー基板
５４１　パワー半導体素子　　　　　５６　ターミナル・モールド部
５７　熱伝導部材

Claims

　車両の運転者による操舵トルクに対応したアシストトルクを発生し、前記発生したアシストトルクを減速機構部を介して前記車両のステアリング軸に付与する電動機を備えた電動機部と、前記電動機を制御する制御回路要素を備えた制御装置部とを備え、前記電動機部と前記減速機構部と前記制御装置部とが一体に固定されてなる一体型電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御装置部は、少なくとも前記制御回路要素を含み動作することで発熱する発熱素子と、前記発熱素子を実装した制御基板と、前記制御基板を固定する機構部材とを有し、
　前記発熱素子が発生した前記熱の少なくとも一部を、熱伝導部材を介して前記機構部材に伝熱させ得る、
ように構成されたことを特徴とする一体型電動パワーステアリング装置。
　前記制御装置部は、前記減速機構部と前記電動機部との間に配置され、
　前記機構部材は、前記減速機構部に連結される減速機構側ケースと、前記電動機部に連結される電動機側ケースとを備え、
　前記制御基板は、前記減速機構側ケースに固定され、
　前記発熱素子は、前記制御基板の前記電動機側ケースの壁面に対向する面に実装され、
　前記熱伝導部材は、前記発熱素子と前記電動機側ケースの壁面との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記制御装置部は、前記減速機構部と前記電動機部との間に配置され、
　前記機構部材は、前記減速機構部に連結される減速機構側ケースと、前記電動機部に連結される電動機側ケースとを備え、
　前記制御基板は、前記減速機構側ケースに固定され、
　前記発熱素子は、前記制御基板の前記減速機構側ケースの壁面に対向する面に実装され、
　前記熱伝導部材は、前記制御基板と前記電動機側ケースの壁面との間に配置され、且つ前記実装された発熱素子に対応する位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機側ケースは、前記壁面に前記熱伝導部材に当接する凸部を備えている、
ことを特徴とする請求項３に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記制御装置部は、前記減速機構部と前記電動機部との間に配置され、
　前記機構部材は、前記減速機構部に連結される減速機構側ケースと、前記電動機部に連結される電動機側ケースとを備え、
　前記制御基板は、前記減速機構側ケースに固定され、
　前記発熱素子は、前記制御基板の前記減速機構側ケースの壁面に対向する面に実装され、
　前記熱伝導部材は、前記発熱素子と前記減速機側ケースの壁面との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記減速機側ケースは、前記壁面に前記熱伝導部材に当接する凸部を備えている、
ことを特徴とする請求項５に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記制御回路部は、前記電動機に供給する電力を制御するパワー回路要素と、少なくと
も前記パワー回路要素を実装したパワー基板とを備え、
　前記パワー基板は、前記減速機側ケースに当接して装着されている、
ことを特徴とする請求項２乃至６のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機部と前記制御装置部とは、前記電動機の回転子軸の延びる方向に同軸に一体に固定された制御装置一体型電動機を構成している、
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記減速機側ケースの壁面と前記電動機側ケースの壁面とは、前記回転子軸の延びる方向に対して垂直方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機部は、前記減速機構部と前記制御装置部との間に配置され、
　前記機構部材は、前記電動機部に連結される電動機側ケースと、反電動機側ケースとを備え、
　前記制御基板は、前記電動機側ケースに固定され、
　前記発熱素子は、前記制御基板の前記電動機側ケースの壁面に対向する面に実装され、
　前記熱伝導部材は、前記発熱素子と前記電動機側ケースの壁面との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機側ケースは、前記壁面に前記熱伝導部材に当接する凸部を備えている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機部は、前記減速機構部と前記制御装置部との間に配置され、
　前記機構部材は、前記電動機部に連結される電動機側ケースと、反電動機側ケースとを備え、
　前記制御基板は、前記電動機側ケースに固定され、
　前記発熱素子は、前記制御基板の前記反電動機側ケースの壁面に対向する面に実装され、
　前記熱伝導部材は、前記発熱素子と前記反電動機側ケースの壁面との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記反電動機側ケースは、前記壁面に前記熱伝導部材に当接する凸部を備えている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記制御回路部は、前記電動機に供給する電力を制御するパワー回路要素と、少なくとも前記パワー回路要素を実装したパワー基板とを備え、
　前記パワー基板は、前記電動機側ケースに当接して装着されている、
ことを特徴とする請求項１０乃至１３のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記電動機部と前記制御装置部とは、前記電動機の回転子軸の延びる方向に同軸に一体に固定された制御装置一体型電動機を構成している、
ことを特徴とする請求項１０乃至１４のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記減速機側ケースの壁面と前記反電動機側ケースの壁面とは、前記回転子軸の延びる方向に対して垂直方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項１３に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記凸部の前記熱伝導部材に当接する面は、接触熱抵抗低減手段を備えている、
ことを特徴とする請求項４、６、１１、１３のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記熱伝導部材は、シート状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至１７のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記熱伝導部材は、熱硬化性樹脂により形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至１７のうちの何れか一項に記載の一体型電動パワーステアリング装置。
　前記熱硬化性樹脂により形成された熱伝導部材は、未硬化の状態で前記制御装置部に装着され、その後、硬化される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の一体型電動パワーステアリング装置。