WO2019016999A1 - 電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置 Download PDF

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power
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control output
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富美繁 矢次
拓朗 金澤
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electric drive apparatus and an electric power steering apparatus, and more particularly to an electric drive apparatus and an electric power steering apparatus incorporating an electronic control unit.
  • an electric power steering apparatus of an automobile as an example of a motor-electrical integrated type electric drive apparatus, a driver detects a rotation direction and a rotation torque of a steering shaft which is rotated by operating a steering wheel.
  • the electric motor is driven to rotate in the same direction as the rotation direction of the steering shaft based on the detected value, and a steering assist torque is generated.
  • an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) is provided in the power steering device.
  • Patent Document 1 describes an electric power steering apparatus including an electric motor unit and an electronic control unit.
  • the electric motor of the electric motor portion is housed in a motor housing having a cylindrical portion made of aluminum alloy or the like, and a substrate on which electronic parts of the electronic control portion are mounted is an output shaft in the axial direction of the motor housing It is attached to a heat sink member which acts as a closure lid for the oppositely disposed motor housing.
  • the substrate attached to the heat sink member includes a power supply circuit, a power conversion circuit (power module) having a power switching element such as a MOSFET for driving and controlling an electric motor, or an IGBT, and a control circuit for controlling the power switching element
  • a power conversion circuit power module
  • the part is mounted, and the output terminal of the power switching element and the input terminal of the electric motor are electrically connected via the bus bar.
  • the electronic control unit attached to the heat sink member is supplied with power from the power supply through a connector case made of synthetic resin, and detection signals such as an operating state are supplied from detection sensors.
  • the connector case functions as a lid, is fixed so as to seal and close the heat sink, and is fixed to the outer peripheral surface of the heat sink by fixing screws.
  • the control circuit unit, the power supply circuit unit, and the power conversion circuit unit are mounted on one circuit board, and the heat from the circuit board is In order to dissipate heat to the outside, the circuit board is fixed to a heat sink member which doubles as a cover member of the motor housing.
  • the required electronic control circuit is mounted on each circuit board with the circuit board as two or more plural circuit boards, and this circuit board is stacked in the axial direction of the motor housing If this arrangement is performed, the radial shape can be reduced, which is an effective method for downsizing.
  • an electric component such as a power switching element constituting a power conversion circuit unit that controls the electric power of the electric motor generates a large amount of heat. Therefore, it is necessary to efficiently dissipate heat of the power switching element while meeting the demand for miniaturization. As described above, there is a need for an electric drive device that can downsize the power conversion circuit unit and efficiently dissipate the heat of the power switching element to the outside.
  • An object of the present invention is to provide a novel electric drive device and an electric power steering device which can miniaturize a power conversion circuit portion and can efficiently dissipate the heat of the power conversion circuit portion to the outside. It is in.
  • the feature of the present invention is that a control shaft formed by synthetic resin and formed to the side of a rotary shaft side formed toward the rotary shaft of the electric motor and formed toward the three-phase coil input terminal of the electric motor
  • a power conversion circuit section is formed which comprises an output terminal side, a rotary shaft side, and a side connecting the respective ends of the control output side, and each of the three phases connected to the three-phase coil input terminal
  • the power switching elements are arranged along the side of the control output terminal and between the rotation shaft side and the control output terminal side. They are placed near the center to the side of the control output terminal side in a staggered arrangement.
  • the power switching elements forming the upper and lower arms of each phase are arranged along the control output terminal side from the vicinity of the center between the rotary shaft side and the control output terminal side from the control output terminal side. Since they are arranged close to the side, the wiring length connecting the power switching element forming the upper and lower arms and the control output terminal can be shortened, and the power conversion circuit can be miniaturized. Further, since the power switching elements forming the upper and lower arms are arranged in a staggered manner, the area of the metal wiring board can be increased, and the heat dissipation performance can be improved by this amount.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a steering device as one example to which the present invention is applied.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view of the electric-power-steering apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of the motor housing shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the motor housing shown in FIG. 4 taken in the axial direction.
  • It is a perspective view which shows the state which mounted the power conversion circuit unit in the motor housing shown in FIG.
  • It is a perspective view which shows the state which mounted the power supply circuit part in the motor housing shown in FIG.
  • It is a perspective view which shows the state which mounted the control circuit part in the motor housing shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a power conversion circuit unit of one of dual systems. It is an explanatory view explaining arrangement configuration of a metal wiring board of an electric power conversion circuit part of one system of a dual system, and a power switching element.
  • the steering device 1 is configured as shown in FIG.
  • a pinion (not shown) is provided at the lower end of the steering shaft 2 connected to a steering wheel (not shown), and this pinion meshes with a rack (not shown) which is long in the left-right direction of the vehicle body.
  • Tie rods 3 for steering the front wheels in the left and right direction are connected to both ends of the rack, and the rack is covered by a rack housing 4.
  • a rubber boot 5 is provided between the rack housing 4 and the tie rod 3.
  • An electric power steering device 6 is provided to assist torque when the steering wheel is turned. That is, an electric motor unit 8 provided with a torque sensor 7 for detecting the rotational direction and rotational torque of the steering shaft 2 and applying a steering assist force to the rack via the gear 10 based on the detection value of the torque sensor 7 And an electronic control unit (ECU) unit 9 that controls an electric motor disposed in the electric motor unit 8.
  • the electric motor unit 8 of the electric power steering apparatus 6 is connected to the gear 10 at three locations on the outer periphery on the output shaft side via bolts (not shown), and the electronic control unit 9 is on the opposite side of the output shaft of the electric motor 8 unit. Is provided.
  • the torque sensor 7 detects the rotational direction and rotational torque of the steering shaft 2. Based on the detected value, the control circuit unit calculates the drive operation amount of the electric motor.
  • the electric motor is driven by the power switching element of the power conversion circuit unit based on the calculated drive operation amount, and the output shaft of the electric motor is rotated so as to drive the steering shaft 1 in the same direction as the operation direction.
  • the rotation of the output shaft is transmitted from a pinion (not shown) to a rack (not shown) via the gear 10 to steer the vehicle. Since these configurations and actions are already well known, further description is omitted.
  • the circuit board is a plurality of two or more circuit boards
  • the necessary electronic control circuit is mounted on each circuit board, and the circuit boards are stacked and arranged in the axial direction of the motor housing, Since the shape in the radial direction can be reduced, this method is effective for downsizing.
  • an electric component such as a power switching element constituting a power conversion circuit unit that controls the electric power of the electric motor generates a large amount of heat. Therefore, it is necessary to efficiently dissipate heat of the power switching element while meeting the demand for miniaturization. From such a background, the present embodiment proposes an electric power steering apparatus having the following configuration.
  • a three-phase power conversion circuit unit is formed, which comprises the control output terminal side, the rotary shaft side, and the side connecting the respective ends of the control output side, and connected to the three-phase coil input terminal.
  • the power switching elements forming the upper and lower arms of each phase are arranged along the control output terminal side from the vicinity of the center between the rotary shaft side and the control output terminal side from the control output terminal side. Since they are arranged close to the side, the wiring length connecting the power switching element forming the upper and lower arms and the control output terminal can be shortened, and the power conversion circuit can be miniaturized. Further, since the power switching elements forming the upper and lower arms are arranged in a staggered manner, the area of the metal wiring board can be increased, and the heat dissipation performance can be improved by this amount.
  • FIGS. 2 to 12 is a view showing the overall configuration of the electric power steering apparatus according to this embodiment
  • FIG. 3 is an exploded view of the constituent parts of the electric power steering apparatus shown in FIG.
  • FIGS. 4 to 9 are views showing a state in which each component is assembled according to the assembling order of each component
  • FIGS. 10 to 12 are specific configurations which are features of the present embodiment.
  • FIG. Therefore, in the following description, the description will be made by properly referring to the respective drawings.
  • the electric motor unit 8 constituting the electric power steering apparatus comprises a motor housing 11 having a cylindrical portion made of an aluminum alloy or the like and an electric motor (not shown) accommodated therein,
  • the control unit 9 includes a metal cover 12 made of an aluminum alloy or the like and an electronic control unit (not shown) housed in the metal cover 12 which are disposed on the opposite side to the axial output shaft of the motor housing 11.
  • the motor housing 11 and the metal cover 12 are integrally fixed at their opposite end surfaces by an adhesive, welding, or a fixing bolt.
  • the electronic control unit housed in the housing space inside the metal cover 12 has a power supply circuit unit that generates a necessary power supply, and a power switching element such as a MOSFET or IGBT that drives and controls the electric motor of the electric motor unit 8.
  • a power conversion circuit and a control circuit unit that controls the power switching element are provided, and the output terminal of the power switching element and the coil input terminal of the electric motor are electrically connected via a bus bar.
  • the connector terminal assembly 13 is fixed to the end face of the metal cover 12 by a fixing bolt.
  • the connector terminal assembly 13 is provided with a connector terminal forming portion 13A for supplying power, a connector terminal forming portion 13B for detecting sensor, and a connector terminal forming portion 13C for sending out a control state to an external device.
  • the electronic control unit housed in the metal cover 12 is supplied with power from the power supply through the connector terminal forming portion 13A for power supply made of synthetic resin, and detection signals such as the operation state from the detection sensors Is supplied through the connector forming terminal portion 13B for the detection sensor, and the control state signal of the current electric power steering apparatus is transmitted through the connector terminal forming portion 13C for control state transmission.
  • FIG. 6 An exploded perspective view of the electric power steering apparatus 6 is shown in FIG.
  • An annular iron side yoke (not shown) is fitted inside the motor housing 11 and an electric motor (not shown) is accommodated in the side yoke.
  • the output unit 14 of the electric motor applies a steering assist force to the rack via a gear.
  • description is abbreviate
  • the motor housing 11 is made of an aluminum alloy, and stores heat generated by the electric motor and heat generated by the power supply circuit unit and the power conversion circuit unit, which will be described later, by the heat capacity of the heat sink itself. Function as a heat sink member.
  • the electric motor and the motor housing 11 constitute an electric motor portion.
  • An electronic control unit EC is attached to the side end wall 15 of the motor housing 11 opposite to the output unit 14 of the electric motor unit.
  • the electronic control unit EC includes a power conversion circuit unit 16, a power supply circuit unit 17, and a control circuit unit 18.
  • the side end wall 15 of the motor housing 11 is integrally formed with the motor housing 11, only the side end wall 15 may be separately formed and integrated with the motor housing 11 by bolts or welding. It is good.
  • the power conversion circuit unit 16, the power conversion circuit unit 17, and the control circuit unit 18 constitute a redundant system, and constitute a dual system of a main electronic control unit and a secondary electronic control unit.
  • the electric motor is normally controlled and driven by the main electronic control unit, but if an abnormality or failure occurs in the main electronic control unit, the electric motor is switched to the secondary electronic control unit so that the electric motor is controlled and driven.
  • the main electronic control unit and the sub electronic control unit are combined to function as a normal electronic control unit, and when one electronic control unit has an abnormality or a failure, the other electronic control unit There is also a method of controlling and driving a motor. In this case, although the capability of the electric motor is halved, the steering function is secured. Note that this embodiment does not cause any problem even when the redundant system is not adopted.
  • the electronic control unit EC includes a control circuit unit 18, a power supply circuit unit 17, a power conversion circuit unit 16, and a connector terminal assembly 13.
  • the power control circuit unit 16 is configured to move away from the side end wall 15
  • the power supply circuit unit 17, the control circuit unit 18, and the connector terminal assembly 13 are arranged in this order.
  • the control circuit unit 18 generates a control signal for driving the power switching element of the power conversion circuit unit 16 and includes a microcomputer, peripheral circuits, and the like.
  • the power supply circuit unit 17 generates a power supply for driving the control circuit unit 18 and a power supply for the power conversion circuit unit 16.
  • the power supply circuit unit 17 includes a capacitor, a coil, a switching element, and the like.
  • the power conversion circuit unit 16 is for adjusting the power flowing through the three-phase coil of the electric motor, and is composed of a power switching element or the like that constitutes three-phase upper and lower arms.
  • the heat generation amount of the electronic control unit EC is mainly large in the power conversion circuit unit 16 and the power supply circuit unit 17.
  • the heat of the power conversion circuit unit 16 and the power supply circuit unit 17 is dissipated from the motor housing 11 made of aluminum alloy. It is
  • a connector terminal assembly 13 made of synthetic resin is provided between the control circuit unit 18 and the metal cover 12, and the current control state of the vehicle battery (power supply) or the electric power steering apparatus is not shown outside the outside. It is connected to the controller. Of course, it goes without saying that the connector terminal assembly 13 is connected to the power conversion circuit unit 16, the power supply circuit unit 17 and the control circuit unit 18.
  • the metal cover 12 has a function of housing the power conversion circuit unit 16, the power supply circuit unit 17, and the control circuit unit 18 and sealing them in a watertight manner, and in the present embodiment, the motor housing 11 is welded. It is fixed to Since the metal cover 12 is made of metal, the metal cover 12 also has a function of radiating the heat generated by the power conversion circuit unit 16, the power supply circuit unit 17 and the like to the outside.
  • FIG. 4 shows the appearance of the motor housing 11, and FIG. 5 shows an axial cross section thereof.
  • the motor housing 11 is formed in a tubular shape and the side peripheral surface 11A, the side end wall 15 which closes one end of the side peripheral surface 11A, and the other end of the side peripheral surface 11A.
  • the side end wall 19 which In the present embodiment, the motor housing 11 has a cylindrical shape with a bottom, and the side peripheral surface portion 11A and the side end wall 15 are integrally formed.
  • the side end wall 19 has a lid function, and closes the other end of the side peripheral surface portion 11A after the electric motor is stored in the side peripheral surface portion 11A.
  • a stator 21 in which a coil 20 is wound around an iron core is fitted in the side peripheral surface portion 11A, and a rotor 22 in which permanent magnets are embedded is rotated in the stator 21. It is stored possible.
  • a rotating shaft 23 is fixed to the rotor 22 and one end is an output unit 14 and the other end is a rotation detecting unit 24 for detecting the rotational phase and the number of rotations of the rotating shaft 23.
  • the rotation detection unit 24 is provided with a permanent magnet, and protrudes through the through hole 25 provided in the side end wall 15 to the outside.
  • the rotational phase and the number of rotations of the rotary shaft 23 are detected by a magnetic sensing unit such as a GMR element (not shown).
  • circuit board fixing portions 26 are integrally planted, and screw holes are formed inside.
  • the circuit board fixing portion 26 is provided to fix a glass epoxy circuit board 34 of the control circuit portion 18 described later, and also has a function to dissipate the heat of the circuit board of the control circuit portion 18 to the motor housing 11 .
  • a circuit board receiving portion 27 having the same height in the axial direction as the power dissipation region 15B described later is formed in the circuit substrate fixing portion 26 which is embedded from the power conversion radiation region 15A described later.
  • the circuit board receiving portion 27 is for mounting a glass epoxy circuit board 31 of a power supply circuit portion 17 described later.
  • the radial plane region orthogonal to the rotation axis 23 forming the side end wall 15 is divided into two. One forms a power conversion heat dissipation area 15A to which the power conversion circuit section 16 is attached, and the other forms a power dissipation area 15B to which the power supply section 17 is attached.
  • the area of the power conversion heat dissipation area 15A is larger than the area of the power supply heat dissipation area 15B. This is to secure the installation area of the power conversion circuit unit 16 because the dual system is adopted as described above.
  • a coil input terminal lead-out opening is formed in the power conversion heat dissipation area 15A, and is connected to a control force terminal of the power conversion circuit unit 16 described later.
  • the coil input terminal is pulled out.
  • the three-phase coil input terminals are disposed to face each other so as to face a control output terminal side 44 B (see FIG. 12) of the power conversion circuit section 16 which will also be described later.
  • the power conversion heat dissipation area 15A and the power supply heat dissipation area 15B have steps having different heights in the axial direction (the direction in which the rotary shaft 23 extends). That is, the power dissipation region 15B is formed with a step in the direction away from the power conversion heat dissipation region 15A when viewed in the direction of the rotary shaft 23 of the electric motor.
  • the step is set to a length such that the power conversion circuit unit 16 and the power supply circuit unit 17 do not interfere with each other when the power supply circuit unit 17 is installed after the power conversion circuit unit 16 is installed.
  • the protruding heat radiation portion 28 is provided with a power conversion circuit portion 16 of a dual system described later. Further, the projecting heat radiating portion 28 protrudes and extends in a direction away from the electric motor as viewed in the direction of the rotary shaft 23 of the electric motor.
  • the projecting heat radiating portion 28 is formed in a rectangular shape conforming to the shapes of the main power conversion circuit unit 16M, the sub power conversion circuit unit 16S, and the abnormality handling circuit unit 16E as shown in FIG.
  • the other long side is formed toward the side of the three-phase coil input terminal described above.
  • the power supply heat dissipation area 15B is planar, and a power supply circuit unit 17 described later is installed. Therefore, the projecting heat dissipating portion 28 functions as a heat dissipating portion for transferring the heat generated in the power conversion circuit portion 16 to the side end wall 15, and the power dissipation area 15 B generates the heat generated in the power source circuit portion 17 in the side end wall It functions as a heat radiation part which transfers heat to 15.
  • the projecting heat dissipating portion 28 can be omitted, and in this case, the power conversion heat dissipating region 15 A functions as a heat dissipating portion for transferring the heat generated in the power conversion circuit portion 16 to the side end wall 15.
  • the side end wall 15 of the motor housing 11 functions as a heat sink member, it is possible to omit the separately configured heat sink member and shorten the axial length. . Further, since the motor housing 11 has a sufficient heat capacity, the heat of the power supply circuit unit 17 and the power conversion circuit unit 16 can be efficiently dissipated to the outside.
  • FIG. 6 shows a state in which the power conversion circuit unit 16 is installed in the ridged heat radiation unit 28.
  • a power conversion circuit unit 16 composed of a dual system is installed on the top of the projecting heat dissipation portion 28 formed in the power conversion heat dissipation area 15A.
  • the power conversion circuit unit 16 includes the main power conversion circuit unit 16M, the sub power conversion circuit unit 16S, and the abnormality handling circuit unit 16E. And it packages by the synthetic resin including the switching element and metal wiring board which comprise these. The details of this will be described with reference to FIGS.
  • the power conversion circuit unit 16 is configured to be thermally connected to the projecting heat dissipation unit 28. Therefore, the heat generated in the power switching element can be efficiently transferred to the projecting heat dissipation portion 28.
  • a heat conductive grease is applied between the power conversion circuit unit 16 and the protruding heat radiation portion 28 to facilitate transfer of the heat of the power conversion circuit portion 16 to the protruding heat radiation portion 28. Further, the power conversion circuit unit 16 is pressed and held toward the projecting heat dissipation portion 28 by the resilient function member of the power conversion circuit portion fixing member attached to the end of the rotating shaft 23.
  • the heat transferred to the projecting heat dissipation portion 28 is diffused to the power conversion heat dissipation area 15A, and further transferred to the side circumferential surface portion 11A of the motor housing 11 and dissipated to the outside.
  • the height in the axial direction of the power conversion circuit unit 16 is lower than the height of the power dissipation region 15B, it does not interfere with the power supply circuit unit 17 described later.
  • FIG. 7 shows a state in which the power supply circuit unit 17 is installed from above the power conversion circuit unit 16.
  • the power supply circuit unit 17 is installed on the upper part of the power dissipation region 15B.
  • the capacitor 29 and the coil 30 that constitute the power supply circuit unit 17 are mounted on the glass epoxy circuit board 31.
  • the power supply circuit unit 17 also adopts a double system, and as can be seen from the figure, power supply circuits composed of the capacitor 29 and the coil 30 are formed symmetrically.
  • the surface of the glass epoxy circuit board 31 on the power dissipation area 15B side is fixed to the side end wall 15 so as to be in contact with the power dissipation area 15B.
  • the fixing method is, as shown in FIG. 7, fixed to a screw hole provided in the board receiving portion 27 of the circuit board fixing portion 26 by a fixing bolt (not shown). Further, it is also fixed by a fixing bolt (not shown) to a screw hole provided in the power dissipation region 15B.
  • the power supply circuit part 17 is formed with the glass epoxy circuit board 31, double-sided mounting is possible. Then, on the surface of the glass epoxy circuit board 31 on the side of the heat dissipation area 15B for power supply, a rotational phase and rotational speed detection unit including a GMR element (not shown) and a detection circuit thereof is mounted. In cooperation with the unit 24, the rotational phase and the number of rotations of the rotary shaft 23 are detected.
  • the glass epoxy circuit board 31 is fixed so as to be in contact with the power dissipation region 15B, the heat generated by the power circuit portion 17 can be efficiently transferred to the power dissipation region 15B.
  • the heat transferred to the power supply heat dissipation area 15B is diffused to the side circumferential surface portion 11A of the motor housing 11 to be thermally transferred to the outside.
  • heat transfer performance is further improved by interposing any one of a heat transferable adhesive, a heat release grease, and a heat release sheet between the glass epoxy circuit board 31 and the power supply heat release area 15B. Can.
  • FIG. 8 shows a state in which the control circuit unit 18 is installed from above the power supply circuit unit 17.
  • a control circuit unit 18 is provided above the power supply circuit unit 17.
  • the microcomputer 32 and the peripheral circuit 33 constituting the control circuit unit 18 are mounted on the glass epoxy circuit board 34.
  • the control circuit unit 18 also adopts a double system, and as can be seen from the figure, control circuits each consisting of a microcomputer 32 and peripheral circuits 33 such as transistors are formed symmetrically.
  • the microcomputer 32 and the peripheral circuit 33 are provided on the surface of the glass epoxy circuit board 34 on the power supply circuit 17 side.
  • the glass epoxy circuit board 34 is fixed to a bolt hole provided at the top of the circuit board fixing portion 26 by a fixing bolt (not shown), and the glass epoxy circuit board 31 of the power supply circuit portion 17
  • the space between the glass epoxy circuit boards 34 of the control circuit unit 18 is a space in which the capacitor 29 and the coil 30 of the power supply circuit unit 17 shown in FIG. 7 are disposed.
  • FIG. 9 shows a state where the connector terminal assembly 13 is installed from above the control circuit unit 18.
  • the connector terminal assembly 13 is provided on the control source circuit unit 18.
  • the connector terminal assembly 13 is fixed by a fixing screw 36 so as to sandwich the control circuit unit 18 in a screw hole provided at the top of the substrate fixing unit 26.
  • the connector terminal assembly 13 is connected to the power conversion circuit unit 16, the power supply circuit unit 17, and the control circuit unit 18.
  • the open end 37 of the metal cover 12 is engaged with the step 35 of the motor housing 11 and fixed to each other by welding.
  • FIG. 10 shows a circuit configuration of the power conversion circuit unit 16 constituting a double system
  • FIG. 11 schematically shows a cross section of the power conversion circuit unit of one system of the double system
  • FIG. The layout configuration of the metal wiring board and the power switching element of the power conversion circuit unit of the above system is shown.
  • the main electronic control unit and the auxiliary electronic control unit are combined to function as a normal electronic control unit, and when one electronic control unit has an abnormality or failure, the other electronic control unit has half the capacity.
  • the coil 20 of the electric motor includes the U-phase main coil UM, the V-phase main coil VM, the W-phase main coil WM, the U-phase auxiliary coil US, the V-phase auxiliary coil VS, and the W-phase auxiliary coil It consists of WS.
  • the U-phase main coil UM, the V-phase main coil VM, and the W-phase main coil WM are controlled by the main power conversion circuit 16M, and the U-phase auxiliary coil US, the V-phase auxiliary coil VS, the W-phase auxiliary The coil WS is controlled by the sub power conversion circuit unit 16S.
  • the main power conversion circuit unit 16M and the sub power conversion circuit unit 16S have the same circuit configuration, and share half the coils 20 respectively.
  • the main power conversion circuit unit 16M includes power switching elements that configure upper and lower arms for each of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • an upper arm power switching element 38UU and a lower arm power switching element 38UL paired with this are connected in series, and the middle point is connected to the U phase main coil UM.
  • An upper arm power switching element 38VU and a lower arm power switching element 38VL paired with the upper arm power switching element 38V are connected in series on the V phase side, and the middle point is connected to the V phase main coil VM.
  • An upper arm power switching device 38WU and a lower arm power switching device 38WL paired with the upper arm power switching device 38W are connected in series on the W phase side, and the middle point thereof is connected to the W phase main coil WM.
  • the sub power conversion circuit unit 16S includes power switching elements that constitute upper and lower arms for each of the U phase, the V phase, and the W phase.
  • an upper arm power switching device 39UU and a lower arm power switching device 39UL paired with this are connected in series, and the middle point is connected to the U-phase secondary coil US.
  • An upper arm power switching device 39VU and a lower arm power switching device 39VL paired with the upper arm power switching device 39V are connected in series on the V phase side, and the middle point thereof is connected to the V phase secondary coil VS.
  • An upper arm power switching device 39WU and a lower arm power switching device 39WL paired with the upper arm power switching device 39W are connected in series on the W phase side, and the middle point thereof is connected to the W phase secondary coil WS.
  • the upper arm power switching devices 38UU, 38VU and 38WU of the main power conversion circuit unit 16M and the upper arm power switching devices 39UU, 39VU and 39WU of the auxiliary power conversion circuit unit 16S are connected to the power supply line BL. Further, lower arm power switching devices 38UL, 38VL, and 38WL of the main power conversion circuit unit 16M and lower arm power switching devices 39UL, 39VL, and 39WL of the sub power conversion circuit unit 16S are connected to the ground line EL.
  • the operations of the main power conversion circuit unit 16M and the sub power conversion circuit unit 16S are substantially the same as the operations of a general power conversion circuit, and thus detailed description will be omitted.
  • the abnormality handling circuit unit 16E also has a main side and a secondary side, and the U-phase main coil UM, the V-phase main coil VM, and the W-phase main coil WM are connected to their respective neutral point relay switching elements 40M.
  • the U-phase sub-coil US, the V-phase sub-coil VS, and the W-phase sub-coil WS are connected to the respective neutral point relay switching elements 40S. Therefore, when an abnormality occurs in one of the systems, the neutral relay switching elements 40M and 40S which have caused the abnormality can be turned off to stop the flow of current in the coil.
  • FIG. 11 schematically shows a cross section of the main power conversion circuit unit 16M.
  • a main power conversion circuit unit 16M packaged with a synthetic resin 43 is mounted on the upper surface of the projecting heat radiating portion 28 of the side end wall 15 of the motor housing 11.
  • the main power conversion circuit unit 16M is not mounted on the substrate, but is merely molded with a synthetic resin. As a result, the thickness in the height direction of the main power conversion circuit unit 16M is reduced to miniaturize and reduce the number of parts.
  • a metal wiring board 41 as a wiring pattern is disposed, and the power switching element 38 is electrically connected and mounted thereon. Further, a clip 42 of a jumper wire is electrically connected and mounted on the power switching element 38.
  • FIG. 11 shows a cross section of one power switching element 38, the other power switching elements 38 have the same configuration.
  • the sub power conversion circuit unit 16S and the abnormality handling circuit 16E are also configured substantially the same.
  • FIG. 12 shows an arrangement configuration of the metal wiring board of the main power conversion circuit unit 16M and the power switching element.
  • the main power conversion circuit portion 16M is obtained by arranging a metal wiring board and a power switching element at predetermined positions and integrally molding them with a synthetic resin 43.
  • the molded synthetic resin 43 is transparent to visualize the metal wiring board and the power switching element.
  • the main power conversion circuit unit 16M is integrated by a synthetic resin 43, and is formed in a substantially rectangular (rectangular) shape. Then, one long side (hereinafter referred to as a rotation shaft side) 44A faces toward the rotary shaft 23, and the other long side (hereinafter referred to as a control output terminal side) 44B is It is formed toward the side of the three-phase coil input terminal of the electric motor. In addition, the rotation shaft side 44A and the control output terminal side 44B are in a parallel relationship, and the main power conversion is performed from the sides 44C and 44D connecting the ends of the rotation shaft side 44A and the control output terminal side 44B.
  • the circuit portion 16M is formed.
  • the metal wiring board functions as an elongated power supply wiring board 45 functioning as a power supply line BL, an elongated ground wiring board 46 adjacent to the power supply wiring board 45 and functioning as a ground line EL, and a control line adjacent to the power supply wiring board 45 And three separate control wiring boards 47U, 47V, 47W.
  • the ground wiring board 46 is disposed to extend in the longitudinal direction along the rotation shaft side 44A, and is grounded at its end face.
  • the three control wiring boards 47U, 47V, 47W extend in the longitudinal direction along the control output terminal side 44B and are arranged at equal intervals. In the vicinity of the center between the three control wiring boards 47U, 47V, 47W and the ground wiring board 46, the power supply wiring board 44 is disposed extending in the longitudinal direction along the rotation axis side 44A, Connected to the power supply.
  • Upper arm power switching elements 38UU, 38VU and 38WU are arranged at equal intervals on the upper surface of the power supply wiring board 45.
  • Lower arm power switching elements 38UL, 38VL, 38WL are arranged at equal intervals on the upper surfaces of the three control wiring boards 47U, 47V, 47W.
  • upper arm power switching elements 38UU, 38VU, 38WU and lower arm power switching elements 38UL, 38VL, 38WL are viewed from the top in the long side direction (direction of rotation axis side 44A and output terminal side 44B).
  • the lower arm power switching devices 38UL, 38VL, 38WL are respectively positioned between the arm power switching devices 38UU, 38VU, 38WU, and the upper arm power switching devices 38UU, 38VU, 38WU and the lower arm
  • the rows of power switching elements 38UL, 38VL, 38WL are arranged in a staggered arrangement with a predetermined distance.
  • the three control wiring boards 47U, 47V, 47W which extend in the longitudinal direction along the control output terminal side 44B and are arranged at equal intervals, are U-phase main side coil UM, V-phase main side coil VM, W-phase A U-phase control output terminal 48U, a V-phase control output terminal 48V, and a W-phase control output terminal 48W connected to the main coil WM are integrally formed.
  • the gate terminals G and drain terminals D of the power switching elements 38 of the upper and lower arms of the respective phases are adjacent to the control output terminals 48U, 48V and 48W of the respective phases. It is arranged.
  • the gate terminal G of each phase is connected to the gate of the power switching element 38 of the upper and lower arms by the connection wiring 49.
  • the upper arm power switching elements 38UU, 38VU and 38WU of the power supply wiring board 45 are connected to the corresponding three control wiring boards 47U, 47V and 47W by jumper wires 50U, 50V and 50W.
  • the lower arm power switching elements 38UL, 38VL and 38WL of the three control wiring boards 47U, 47V and 47W are connected to the ground wiring board 46 by jumper wires 51U, 51V and 51W.
  • the power switching elements 38UU forming the three phases of the control output terminals 48U, 48V and 48W connected to the coil input terminals on the control output terminal side 44B and forming the upper and lower arms of the respective phases, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL, 38WL are arranged along the control output terminal side 44B and from near the center between the rotation shaft side 44A and the control output terminal side 44B toward the control output terminal side 44B
  • the configuration is
  • the wiring length connecting the power switching elements 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL, 38WL forming the upper and lower arms and the control output terminals 48U, 48V, 48W can be shortened, and the power conversion circuit can be miniaturized. Furthermore, since the wiring length can be shortened, the increase in impedance can be suppressed to a low level.
  • the upper arm power switching devices 38UU, 38VU, 38WU and the lower arm power switching devices 38UL, 38VL, 38WL are between the upper arm power switching devices 38UU, 38VU, 38WU when viewed in the long side direction.
  • the lower arm power switching devices 38UL, 38VL, and 38WL are alternately arranged in a staggered manner so as to be positioned.
  • power supply wiring board 45 can be formed in a shape projecting to the corresponding control wiring boards 47U, 47V, 47W, and conversely, control wiring boards 47U, 47V, 47W have a shape that retracts correspondingly. Become.
  • the control wiring boards 47U, 47V, 47W can be formed in a shape projecting toward the power supply wiring board 45 side, and conversely, the power supply wiring board 45 has a shape that retracts correspondingly.
  • the power wiring board 45 and the control wiring boards 47U, 47V, and 47W can form a large heat radiation area by this projecting shape, so that heat can be efficiently radiated to the projecting heat radiation portion 28 shown in FIG. It becomes possible.
  • the upper arm power switching devices 38UU, 38VU, 38WU and the lower arm power switching devices 38UL, 38VL, 38WL can be brought closer, and the jumper wires 50U, 50V, 50W, and the jumper wires 51U, 51V, 51W It is possible to make it even shorter.
  • a resin flow opening 52 is formed in a region molded by the synthetic resin 43 of the power supply wiring board 45 and the ground wiring board 46. By providing this resin flow opening 52, good molding can be performed on both surfaces of the power supply wiring board 45 and the ground wiring board 46.
  • the resin flow opening 52 is provided in the area where the jumpers 51U, 51V, 51W are located, good molding can be performed in the area of the jumpers 51U, 51V, 51W.
  • the area seen from the top surface is reduced because the jumper wires 51U, 51V, 51W and the resin flow opening 52 overlap, and the entire power conversion circuit can be miniaturized.
  • the control is formed to the side of the rotary shaft side of the electric motor and the coil input terminal of the electric motor, which are packaged by the synthetic resin and formed to the side of the rotary shaft of the electric motor.
  • a power conversion circuit section is formed which comprises an output terminal side, a rotary shaft side, and a side connecting the respective ends of the control output side, and each control output of three phases connected to the coil input terminal.
  • the power switching elements forming the upper and lower arms of each phase while providing the terminals on the side of the control output terminal are arranged along the side of the control output terminal and near the center between the side of the rotary shaft and the side of the control output terminal. From the side of the control output terminal side and arranged in a staggered manner.
  • the power switching elements forming the upper and lower arms of each phase are arranged along the control output terminal side and from the vicinity of the center between the rotary shaft side and the control output terminal side. Since it arrange
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • SYMBOLS 6 Electric power steering apparatus, 8 ... Electric motor part, 9 ... Electronic control part, 11 ... Motor housing, 12 ... Metal cover, 13 ... Connector terminal assembly, 14 ... Output part, 15 ... Side end wall, 16 ... Electric power Conversion circuit unit 17 17 power supply circuit unit 18 control circuit unit 19 side end wall 20 coil 21 stator 22 rotor 22 rotation shaft 24 rotation detection unit 25 through hole 25 DESCRIPTION OF SYMBOLS 26 ... Circuit board fixing part, 27 ... Board receiving part, 28 ... Protrusive heat radiating part, 29 ... Capacitor, 30 ... Coil, 31 ... Glass epoxy circuit board, 32 ... Microphone computer, 33 ... Peripheral circuit, 34 ...

Landscapes

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Abstract

合成樹脂によってパッケージ化された、電動モータの回転軸２３の側に向けて形成された回転軸側辺４４Ａと、電動モータのコイル入力端子の側に向けて形成された制御出力端子側辺４４Ｂと、回転軸側辺と制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部１６を形成し、コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子４８Ｕ～４８Ｗを制御出力端子側辺４４Ｂに設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子３８を、制御出力端子側辺４４Ｂに沿って、しかも回転軸側辺４４Ａと制御出力端子側辺４４Ｂの間の中央付近から制御出力端子側辺４４Ｂに寄せて千鳥状に配置した。これによって、電力変換回路部を小型化することができ、更には電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる。

Description

電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置
　本発明は電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に係り、特に電子制御装置を内蔵した電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
　一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御部を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。
　機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータを制御するため、電子制御部（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）がパワーステアリング装置に設けられている。
　従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開２０１３－１３８６１０号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１には、電動モータ部と電子制御部とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータ部の電動モータは、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに収納され、電子制御部の電子部品が実装された基板は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたモータハウジングの閉塞蓋として機能するヒートシンク部材に取り付けられている。
　ヒートシンク部材に取り付けられる基板には、電源回路部、電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ、或いはＩＧＢＴ等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部(パワーモジュール)、及びパワースイッチング素子を制御する制御回路部が載置され、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
　そして、ヒートシンク部材に取り付けられた電子制御部には、合成樹脂から作られたコネクタケースを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が供給されている。コネクタケースは蓋体として機能しており、ヒートシンクを密閉して塞ぐように固定され、また固定ねじによってヒートシンクの外周表面に固定されている。
　このように、特許文献１にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、制御回路部、電源回路部、電力変換回路部を一枚の回路基板に載置し、この回路基板からの熱を外部に放熱するために、回路基板をモータハウジングの蓋部材を兼ねるヒートシンク部材に固定する構成としている。
　尚、この他に電子制御装置を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られているが、以下の説明では代表して電動パワーステアリング装置について説明する。
特開２０１６－３６２４６号公報
　この種の電動パワーステアリング装置は、自動車のエンジンルーム内に配置されることから、小型に構成されることが必要である。特に最近では自動車のエンジンルーム内は、排気ガス対策機器や安全対策機器等の補機類が多く設置される傾向にある。このため、電動パワーステアリング装置を含めて各種補機類はできるだけ小型化することが必要であるが、特に径方向に小型することが求められている。
　また、小型化とは別の要因であるが、電子制御回路部を二重系に構成することも求められており、このため１枚の回路基板に二重系を構成する電子制御回路部を載置すると、更に回路基板が径方向に大きくなるという課題がある。
　このような課題に対応するためには、回路基板を２枚以上の複数の回路基板として、夫々の回路基板に必要な電子制御回路を載置し、この回路基板をモータハウジングの軸方向に積層して配置すると、径方向の形状を小さくできるので小型化に対して有効な手法である。
　ところで、電動モータの電力を制御する電力変換回路部を構成するパワースイッチング素子のような電気部品は発熱量が大きい。このため、小型化の要求に応えると共に効率よくパワースイッチング素子の熱を放熱してやる必要がある。このように、電力変換回路部を小型化し、パワースイッチング素子の熱を効率よく外部に放熱することができる電動駆動装置が求められている。
　本発明の目的は、電力変換回路部を小型化することができ、更には電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することができる新規な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
　本発明の特徴は、合成樹脂によってパッケージ化された、電動モータの回転軸の側に向けて形成された回転軸側辺と、電動モータの三相コイル入力端子の側に向けて形成された制御出力端子側辺と、回転軸側辺と制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部を形成し、三相コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子を制御出力端子側辺に設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて千鳥状配置とした、ところにある。
　本発明によれば、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて配置したので、上下アームを形成するパワースイッチング素子と制御出力端子を結ぶ配線長を短くでき、電力変換回路を小型化することができる。また、上下アームを形成するパワースイッチング素子を千鳥状配置としているため、金属配線板の面積を大きくでき、この分だけ放熱性能を向上することができる。
本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。 本発明の実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体斜視図である。 図２に示す電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。 図３に示すモータハウジングの斜視図である。 図４に示すモータハウジングを軸方向に断面した断面図である。 図４に示すモータハウジングに電力変換回路部を載置した状態を示す斜視図である。 図４に示すモータハウジングに電源回路部を載置した状態を示す斜視図である。 図４に示すモータハウジングに制御回路部を載置した状態を示す斜視図である。 図４に示すモータハウジングに金属カバーを固定する状態を示す斜視図である。 二重系を構成する電力変換回路部の回路構成を説明する回路図である。 二重系の一方の系の電力変換回路部の断面を模式的に示した断面図である。 二重系の一方の系の電力変換回路部の金属配線板とパワースイッチング素子の配置構成を説明する説明図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
　本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成について図１を用いて簡単に説明する。
　まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置１は図１に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト２の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド３が連結されており、ラックはラックハウジング４に覆われている。そして、ラックハウジング４とタイロッド３との間にはゴムブーツ５が設けられている。
　ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ７が設けられ、トルクセンサ７の検出値に基づいてラックにギヤ１０を介して操舵補助力を付与する電動モータ部８と、電動モータ部８に配置された電動モータを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）部９とが設けられている。電動パワーステアリング装置６の電動モータ部８は、出力軸側の外周部の３箇所が図示しないボルトを介してギヤ１０に接続され、電動モータ８部の出力軸とは反対側に電子制御部９が設けられている。
　電動パワーステアリング装置６においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト２がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ７が検出し、この検出値に基づいて制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。この演算された駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト１を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ１０を介して図示しないラックへ伝達され、自動車が操舵されるものである。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。
　ところで、上述した通り、回路基板を２枚以上の複数の回路基板として、夫々の回路基板に必要な電子制御回路を載置し、この回路基板をモータハウジングの軸方向に積層して配置すると、径方向の形状を小さくできるので小型化に対して有効な手法である。
　ところで、電動モータの電力を制御する電力変換回路部を構成するパワースイッチング素子のような電気部品は発熱量が大きい。このため、小型化の要求に応えると共に効率よくパワースイッチング素子の熱を放熱してやる必要がある。このような背景から、本実施形態では次のような構成の電動パワーステアリング装置を提案するものである。
　つまり、本実施形態においては、合成樹脂によってパッケージ化された、電動モータの回転軸の側に向けて形成された回転軸側辺と、電動モータの三相コイル入力端子の側に向けて形成された制御出力端子側辺と、回転軸側辺と制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部を形成し、三相コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子を制御出力端子側辺に設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて千鳥状配置とした、構成を提案するものである。
　この構成によれば、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて配置したので、上下アームを形成するパワースイッチング素子と制御出力端子を結ぶ配線長を短くでき、電力変換回路を小型化することができる。また、上下アームを形成するパワースイッチング素子を千鳥状配置としているため、金属配線板の面積を大きくでき、この分だけ放熱性能を向上することができる。
　以下、本発明の一実施形態になる電動パワーステアリング装置の具体的な構成について、図２乃至図１２を用いて詳細に説明する。尚、図２は本実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体的な構成を示した図面であり、図３は図２に示す電動パワーステアリング装置の構成部品を分解して斜め方向から見た図面であり、図４から図９は各構成部品の組み立て順序にしたがって各構成部品を組み付けていった状態を示す図面であり、図１０乃至図１２は、本実施形態の特徴となる具体的な構成を説明する図面である。したがって、以下の説明では、各図面を適宜引用しながら説明を行うものとする。
　図２に示すように、電動パワーステアリング装置を構成する電動モータ部８は、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジング１１及びこれに収納された図示しない電動モータとから構成され、電子制御部９は、モータハウジング１１の軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミ合金等で作られた金属カバー１２及びこれに収納された図示しない電子制御部から構成されている。
　モータハウジング１１と金属カバー１２はその対向端面で、接着剤、或いは溶着、或いは固定ボルトによって一体的に固定されている。金属カバー１２の内部の収納空間に収納された電子制御部は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部８の電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ或いはＩＧＢＴ等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータのコイル入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
　金属カバー１２の端面にはコネクタ端子組立体１３が固定ボルトによって固定されている。コネクタ端子組立体１３には電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａ、検出センサ用のコネクタ端子形成部１３Ｂ、制御状態を外部機器に送出する制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを備えている。そして、金属カバー１２に収納された電子制御部は、合成樹脂から作られた電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用のコネクタ形成端子部１３Ｂを介して供給され、現在の電動パワーステアリング装置の制御状態信号が制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを介して送出されている。
　図３に電動パワーステアリング装置６の分解斜視図を示している。モータハウジング１１には内部に円環状の鉄製のサイドヨーク（図示せず）が嵌合されており、このサイドヨーク内に電動モータ（図示せず）が収納されているものである。電動モータの出力部１４はギヤを介してラックに操舵補助力を付与している。尚、電動モータの具体的な構造は良く知られているので、ここでは説明を省略する。
　モータハウジング１１はアルミ合金から作られており、電動モータで発生した熱や、後述する電源回路部や電力変換回路部で発生した熱を、ヒートシンク自体の熱容量により蓄熱し、その後に外部大気に放出するヒートシンク部材として機能している。電動モータとモータハウジング１１で電動モータ部を構成している。
　電動モータ部の出力部１４の反対側のモータハウジング１１の側端壁１５には電子制御部ＥＣが取り付けられている。電子制御部ＥＣは、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８から構成されている。モータハウジング１１の側端壁１５は、モータハウジング１１と一体的に形成されているが、この他に側端壁１５だけを別体に形成し、ボルトや溶接によってモータハウジング１１と一体化しても良いものである。
　ここで、電力変換回路部１６、電力変換回路部１７、制御回路部１８は冗長系を構成するものであり、主電子制御部と副電子制御部の二重系を構成している。そして、通常は主電子制御部によって電動モータが制御、駆動されているが、主電子制御部に異常や故障が生じると、副電子制御部に切り換えられて電動モータが制御、駆動されるようになるものである。
　したがって、通常は主電子制御部からの熱がモータハウジング１１に伝えられ、主電子制御部に異常や故障が生じると、主電子制御部が停止して副電子制御部が作動し、モータハウジング１１には副電子制御部からの熱が伝えられるものである。
　また、この他に主電子制御部と副電子制御部を合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動する方式もある。この場合、電動モータの能力は半分となるが、操舵機能は確保されるようになっている。尚、冗長系を採用しない場合でも本実施形態は差し支えないものである。
　電子制御部ＥＣは制御回路部１８、電源回路部１７、電力変換回路部１６、コネクタ端子組立体１３から構成されており、側端壁１５側から離れる方向に向かって、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８、コネクタ端子組立体１３の順序で配置されている。制御回路部１８は電力変換回路部１６のパワースイッチング素子を駆動する制御信号を生成するもので、マイクロコンピュータ、周辺回路等から構成されている。電源回路部１７は、制御回路部１８を駆動する電源及び電力変換回路部１６の電源を生成するもので、コンデンサ、コイル、スイッチング素子等から構成されている。電力変換回路部１６は、電動モータの三相のコイルに流れる電力を調整するもので、三相の上下アームを構成するパワースイッチング素子等から構成されている。
　電子制御部ＥＣで発熱量が多いのは、主に電力変換回路部１６、電源回路部１７であり、電力変換回路部１６、電源回路部１７の熱は、アルミ合金からなるモータハウジング１１から放熱されるものである。
　制御回路部１８と金属カバー１２の間には、合成樹脂からなるコネクタ端子組立体１３が設けられており、車両バッテリ(電源)や電動パワーステアリング装置の現在の制御状態を外部の図示しない他の制御装置と接続されている。もちろん、このコネクタ端子組立体１３は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８と接続されていることはいうまでもない。
　金属カバー１２は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８を収納してこれらを水密的に封止する機能を備えているものであり、本実施形態では溶着によってモータハウジング１１に固定されている。この金属カバー１２は金属で作られているので、電力変換回路部１６、電源回路部１７等によって発生した熱を外部に放熱する機能も併せ備えている。
　次に、図４から図９に基づき各構成部品の構成と組み立て方法について説明する。先ず、図４はモータハウジング１１の外観を示しており、図５はその軸方向断面を示している。
　図４、図５において、モータハウジング１１は、筒状の形態に形成されて側周面部１１Ａと、側周面部１１Ａの一端を閉塞する側端壁１５と、側周面部１１Ａの他端を閉塞する側端壁１９とから構成されている。本実施形態では、モータハウジング１１は有底円筒状であり、側周面部１１Ａと側端壁１５は一体的に形成されている。また、側端壁１９は、蓋の機能を備えており、側周面部１１Ａに電動モータを収納した後に側周面部１１Ａの他端を閉塞するものである。
　図５にあるように、側周面部１１Ａの内部には、鉄心にコイル２０が巻回されたステータ２１が嵌合されており、このステータ２１の内部に、永久磁石を埋設したロータ２２が回転可能に収納されている。ロータ２２には回転軸２３が固定されており、一端は出力部１４となり、他端は回転軸２３の回転位相や回転数を検出するための回転検出部２４となっている。回転検出部２４には永久磁石が設けてあり、側端壁１５に設けた貫通孔２５を貫通して外部に突き出している。そして、図示しないＧＭＲ素子等からなる感磁部によって回転軸２３の回転位相や回転数を検出するようになっている。
　図４に戻って、回転軸２３の出力部１４とは反対側に位置する側端壁１５の面には、電力変換回路部１６、電源回路部１７の放熱領域１５Ａ、１５Ｂが形成されている。側端壁１５の四隅には、回路基板固定部２６が一体的に植立されており、内部にねじ穴が形成されている。回路基板固定部２６は後述する制御回路部１８のガラスエポキシ回路基板３４を固定するために設けられており、制御回路部１８の回路基板の熱をモータハウジング１１に放熱する機能も併せ備えている。
　また、後述する電力変換用放熱領域１５Ａから植立した回路基板固定部２６には、これも後述する電源用放熱領域１５Ｂと軸方向で同じ高さの回路基板受け部２７が形成されている。この回路基板受け部２７は後述する電源回路部１７のガラスエポキシ回路基板３１を載置するためのものである．
　図４からわかる通り、側端壁１５を形成する回転軸２３と直交する径方向の平面領域は、２分割されている。１つは電力変換回路部１６が取り付けられる電力変換用放熱領域１５Ａを形成し、もう１つは電源回路部１７が取り付けられる電源用放熱領域１５Ｂを形成している。本実施形態では、電力変換用放熱領域１５Ａの方が電源用放熱領域１５Ｂより面積が大きく形成されている。これは、上述したように二重系を採用しているため、電力変換回路部１６の設置面積を確保するためである。
　尚、図には示していないが、電力変換用放熱領域１５Ａにはコイル入力端子引出開口が形成されており、後述する電力変換回路部１６の制御力端子と接続される、電動モータの三相コイル入力端子が引き出されている。この三相コイル入力端子は、これも後述する電力変換回路部１６の制御出力端子側辺４４Ｂ(図１２参照)と互いに向き合うようにして対向配置されている。
　そして、電力変換用放熱領域１５Ａと電源用放熱領域１５Ｂは、軸方向（回転軸２３が延びる方向）に向けて高さが異なる段差を有している。つまり、電源用放熱領域１５Ｂは、電動モータの回転軸２３の方向で見て、電力変換用放熱領域１５Ａに対して離れる方向に段差を有して形成されている。この段差は、電力変換回路部１６を設置した後に電源回路部１７を設置した場合に、電力変換回路部１６と電源回路部１７が夫々干渉しない長さに設定されている。
　電力変換用放熱領域１５Ａには、３個の細長い矩形の突状放熱部２８が形成されている。この突状放熱部２８は後述する二重系の電力変換回路部１６が設置されるものである。また、突状放熱部２８は、電動モータの回転軸２３の方向で見て電動モータから離れる方向に突出して延びているものである。
　この突状放熱部２８は、図６に示すように主電力変換回路部１６Ｍ、副電力変換回路部１６Ｓ、異常対応回路部１６Ｅの形状に合わせた長方形に形成され、一方の長辺は回転軸２３側に向けて形成され、他方の長辺は上述した三相コイル入力端子側に向けて形成されている。
　また、電源用放熱領域１５Ｂは平面状であって、後述する電源回路部１７が設置されるものである。したがって、突状放熱部２８は電力変換回路部１６で発生した熱を側端壁１５に伝熱する放熱部として機能し、電源用放熱領域１５Ｂは電源回路部１７で発生した熱を側端壁１５に伝熱する放熱部として機能するものである。尚、突状放熱部２８は省略することができ、この場合は電力変換用放熱領域１５Ａが電力変換回路部１６で発生した熱を側端壁１５に伝熱する放熱部として機能する。
　このように、本実施形態になるモータハウジング１１の側端壁１５においてはヒートシンク部材として機能するので、別に構成されたヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになるものである。また、モータハウジング１１は十分な熱容量を有しているので、電源回路部１７や電力変換回路部１６の熱を効率よく外部に放熱することができるようになるものである。
　次に、図６は電力変換回路部１６を突条放熱部２８に設置した状態を示している。図６にある通り、電力変換用放熱領域１５Ａに形成された突状放熱部２８の上部には二重系よりなる電力変換回路部１６が設置されている。電力変換回路部１６は、主電力変換回路部１６Ｍと、副電力変換回路部１６Ｓと、異常対応回路部１６Ｅとから電力変換回路部１６が構成されている。そして、これらを構成するスイッチング素子及び金属配線板を含めて合成樹脂によってパッケージ化されている。これの詳細については図１０乃至図１２で説明する。
　したがって、電力変換回路部１６は突状放熱部２８に熱的に接続される構成となっている。このため、パワースイッチング素子で発生した熱を効率良く突状放熱部２８に伝熱させることができる。電力変換回路部１６と突状放熱部２８の間には、伝熱性グリースが塗布され、電力変換回路部１６の熱を突状放熱部２８に伝え易くしている。また、電力変換回路部１６は、回転軸２３の端部に取り付けられた電力変換回路部固定部材の弾発機能部材によって突状放熱部２８側に向けて押圧、保持されている。
　突状放熱部２８に伝えられた熱は電力変換用放熱領域１５Ａに拡散され、更にモータハウジング１１の側周面部１１Ａに伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、上述した通り、電力変換回路部１６の軸方向の高さは、電源用放熱領域１５Ｂの高さより低くなっているので、後述する電源回路部１７と干渉することはないものである。
　次に、図７は電力変換回路部１６の上から電源回路部１７を設置した状態を示している。図７にある通り、電源用放熱領域１５Ｂの上部には電源回路部１７が設置されている。電源回路部１７を構成するコンデンサ２９やコイル３０等はガラスエポキシ回路基板３１に載置されている。電源回路部１７も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々対称にコンデンサ２９やコイル３０等からなる電源回路が形成されている。
　このガラスエポキシ回路基板３１の電源用放熱領域１５Ｂ側の面は、電源用放熱領域１５Ｂと接触するようにして側端壁１５に固定されている。固定方法は、図７にあるように、回路基板固定部２６の基板受け部２７に設けられたねじ穴に図示しない固定ボルトによって固定されている。また、電源用放熱領域１５Ｂに設けられたねじ穴にも図示しない固定ボルトによって固定されている。
　尚、電源回路部１７がガラスエポキシ回路基板３１で形成されているため、両面実装が可能となっている。そして、ガラスエポキシ回路基板３１の電源用放熱領域１５Ｂ側の面には、図示しないＧＭＲ素子やこれの検出回路等からなる回転位相、回転数検出部が実装され、回転軸２３に設けた回転検出部２４と協働して、回転軸２３の回転位相や回転数を検出するようになっている。
　このように、ガラスエポキシ回路基板３１は電源用放熱領域１５Ｂに接触するようにして固定されているので、電源回路部１７で発生した熱を効率良く電源用放熱領域１５Ｂに伝熱させることができる。電源用放熱領域１５Ｂに伝えられた熱は、モータハウジング１１の側周面部１１Ａに拡散して伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、ガラスエポキシ回路基板３１と電源用放熱領域１５Ｂの間は、熱伝達性の良い接着剤、放熱グリース、放熱シートのいずれか１つを介在させることで、更に熱伝達性能を向上させることができる。
　次に、図８は電源回路部１７の上から制御回路部１８を設置した状態を示している。図８に示すように、電源回路部１７の上部には制御回路部１８が設置されている。制御回路部１８を構成するマイクロコンピュータ３２や周辺回路３３はガラスエポキシ回路基板３４に載置されている。制御回路部１８も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々に対称にマイクロコンピュータ３２やトランジスタ等の周辺回路３３からなる制御回路が形成されている。尚、マイクロコンピュータ３２や周辺回路３３は、ガラスエポキシ回路基板３４の電源回路１７側の面に設けられている。
　このガラスエポキシ回路基板３４は、図８に示すように、回路基板固定部２６の頂部に設けられたボルト穴に図示しない固定ボルトによって固定されており、電源回路部１７のガラスエポキシ回路基板３１と制御回路部１８のガラスエポキシ回路基板３４の間は、図７に示す電源回路部１７のコンデンサ２９やコイル３０等が配置される空間となっている。
　次に、図９は制御回路部１８の上からコネクタ端子組立体１３を設置した状態を示している。図９に示すように、制御源回路部１８の上部にはコネクタ端子組立体１３が設置されている。そして、コネクタ端子組立体１３は基板固定部２６の頂部に設けられたねじ穴に制御回路部１８を挟み込むようにして固定ねじ３６によって固定されている。この状態で、図３に示すようにコネクタ端子組立体１３が電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８と接続されている。更に、この後に金属カバー１２の開口端３７が、モータハウジング１１の段部３５に係合され、溶着によって相互に固定されている。
　次に、図１０乃至図１２に基づいて本実施形態の電力変換回路部１６について説明する。図１０は二重系を構成する電力変換回路部１６の回路構成示し、図１１は二重系の一方の系の電力変換回路部の断面を模式的に示し、図１２は二重系の一方の系の電力変換回路部の金属配線板とパワースイッチング素子の配置構成を示している。
　図１０に示す回路は、主電子制御部と副電子制御部を合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動する方式の回路を示している。この場合、電動モータの能力は半分となるが、操舵機能は確保されるようになっている。したがって、電動モータのコイル２０は、Ｕ相主側コイルＵＭ、Ｖ相主側コイルＶＭ、Ｗ相主側コイルＷＭと、Ｕ相副側コイルＵＳ、Ｖ相副側コイルＶＳ、Ｗ相副側コイルＷＳとから構成されている。
　Ｕ相主側コイルＵＭ、Ｖ相主側コイルＶＭ、Ｗ相主側コイルＷＭは、主電力変換回路部１６Ｍで制御され、Ｕ相副側コイルＵＳ、Ｖ相副側コイルＶＳ、Ｗ相副側コイルＷＳは、副電力変換回路部１６Ｓで制御されるものである。主電力変換回路部１６Ｍと副電力変換回路部１６Ｓとは同じ回路構成であり、それぞれ半分のコイル２０を分担している。
　主電力変換回路部１６Ｍは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の夫々に上下アームを構成するパワースイッチング素子を備えている。Ｕ相側には、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３８ＵＬが直列に接続され、その中点がＵ相主側コイルＵＭと接続されている。Ｖ相側には、上アームパワースイッチング素子３８ＶＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３８ＶＬが直列に接続され、その中点がＶ相主側コイルＶＭと接続されている。Ｗ相側には、上アームパワースイッチング素子３８ＷＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３８ＷＬが直列に接続され、その中点がＷ相主側コイルＷＭと接続されている。
　同様に、副電力変換回路部１６Ｓは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の夫々に上下アームを構成するパワースイッチング素子を備えている。Ｕ相側には、上アームパワースイッチング素子３９ＵＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３９ＵＬが直列に接続され、その中点がＵ相副側コイルＵＳと接続されている。Ｖ相側には、上アームパワースイッチング素子３９ＶＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３９ＶＬが直列に接続され、その中点がＶ相副側コイルＶＳと接続されている。Ｗ相側には、上アームパワースイッチング素子３９ＷＵと、これと対となる下アームパワースイッチング素子３９ＷＬが直列に接続され、その中点がＷ相副側コイルＷＳと接続されている。
　また、主電力変換回路部１６Ｍの上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵ、及び副電力変換回路部１６Ｓの上アームパワースイッチング素子３９ＵＵ、３９ＶＵ、３９ＷＵは、電源線ＢＬに接続されている。更に、主電力変換回路部１６Ｍの下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬ、及び副電力変換回路部１６Ｓの下アームパワースイッチング素子３９ＵＬ、３９ＶＬ、３９ＷＬは、接地線ＥＬに接続されている。
　尚、主電力変換回路部１６Ｍと副電力変換回路部１６Ｓの動作は、一般的な電力変換回路の動作と実質的に同じ動作であるため、詳細な説明は省略する。
　異常対応回路部１６Ｅも夫々主側と副側を備えており、Ｕ相主側コイルＵＭ、Ｖ相主側コイルＶＭ、Ｗ相主側コイルＷＭは、夫々の中性点リレースイッチング素子４０Ｍに接続され、Ｕ相副側コイルＵＳ、Ｖ相副側コイルＶＳ、Ｗ相副側コイルＷＳは、夫々の中性点リレースイッチング素子４０Ｓに接続されている。したがって、一方の系に異常が生じた時は、異常が生じた方の中性点リレースイッチング素子４０Ｍ、４０Ｓをオフにしてコイルに電流が流れるのを停止して対応することができる。
　図１１は主電力変換回路部１６Ｍの断面を模式的に示したものである。モータハウジング１１の側端壁１５の突状放熱部２８の上面には、合成樹脂４３でパッケージ化された主電力変換回路部１６Ｍが載置されている。主電力変換回路部１６Ｍは、基板の上に載置されていなく、単に合成樹脂でモールドされているだけである。これによって、主電力変換回路部１６Ｍの高さ方向の厚さを薄くして小型化、部品点数の低減を図っている。
　このため、合成樹脂４３内には、配線パターンとしての金属配線板４１が配置され、その上にパワースイッチング素子３８が電気的に接続されて載置されている。更にパワースイッチング素子３８の上にはジャンパー線のクリップ４２が電気的に接続されて載置されている。尚、図１１は、１つのパワースイッチング素子３８の断面を示したものであるが、他のパワースイッチング素子３８も同様の構成とされている。もちろん、副電力変換回路部１６Ｓ、及び異常対応回路１６Ｅも実質的に同様の構成とされている。
　図１２は、主電力変換回路部１６Ｍの金属配線板とパワースイッチング素子の配置構成を示したものである。主電力変換回路部１６Ｍは金属配線板とパワースイッチング素子を所定の位置に配置して合成樹脂４３で一体的にモールドしたものである。尚、図１２ではモールドした合成樹脂４３は透明にして、金属配線板とパワースイッチング素子を可視化している。
　図１２において、主電力変換回路部１６Ｍは合成樹脂４３によって一体化されており、ほぼ長方形（矩形）の形状に形成されている。そして、一方の長辺（以下、回転軸側辺と表記する）４４Ａは回転軸２３の側に向けて対向しており、他方の長辺（以下、制御出力端子側辺と表記する）４４Ｂは電動モータの三相コイル入力端子の側に向けて形成されている。また、回転軸側辺４４Ａと制御出力端子側辺４４Ｂは平行な関係にあり、回転軸側辺４４Ａと制御出力端子側辺４４Ｂの夫々の端部を結ぶ側辺４４Ｃ、４４Ｄとから主電力変換回路部１６Ｍは形成されている。
　金属配線板は電源線ＢＬとして機能する細長い電源配線板４５と、電源配線板４５に隣接して接地線ＥＬとして機能する細長い接地配線板４６と、電源配線板４５に隣接して制御線として機能する分離された３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗとから構成されている。接地配線板４６は、回転軸側辺４４Ａに沿って長手方向に延びて配置されており、その端面で接地されている。また、３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗは、制御出力端子側辺４４Ｂに沿って長手方向に延びて互いに等間隔で配置されている。更に３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗと接地配線板４６の間の中央付近には、電源配線板４４が回転軸側辺４４Ａに沿って長手方向に延びて配置されており、その端面で電源に接続されている。
　電源配線板４５の上面には、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵが等間隔に配置されている。また、３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗの上面には、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬが等間隔に配置されている。
　ここで、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵと、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬは、長辺方向（回転軸側辺４４Ａ及び出力端子側辺４４Ｂの方向）で見て、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵの夫々の間に、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬの夫々が位置するように、また、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵの列と下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬの列が所定の距離をおいて、相互に千鳥状配置とされている。
　制御出力端子側辺４４Ｂに沿って長手方向に延びて互いに等間隔で配置された３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗは、Ｕ相主側コイルＵＭ、Ｖ相主側コイルＶＭ、Ｗ相主側コイルＷＭに接続されるＵ相制御出力端子４８Ｕ、Ｖ相制御出力端子４８Ｖ、Ｗ相制御出力端子４８Ｗが一体的に形成されている。
　また、制御出力端子側辺４４Ｂの辺には、各相の制御出力端子４８Ｕ、４８Ｖ、４８Ｗに隣接して、夫々の相の上下アームのパワースイッチング素子３８のゲート端子Ｇ、及びドレン端子Ｄが配置されている。夫々の相のゲート端子Ｇは、接続配線４９によって上下アームのパワースイッチング素子３８のゲートに接続されている。
　更に、電源配線板４５の上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵは、対応する３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗとジャンパー線５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗによって接続されている。同様に、３個の制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗの下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬは、接地配線板４６とジャンパー線５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗによって接続されている。
　このように、コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子４８Ｕ、４８Ｖ、４８Ｗを制御出力端子側辺４４Ｂに形成すると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵ、３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬを、制御出力端子側辺４４Ｂに沿って、しかも回転軸側辺４４Ａと制御出力端子側辺４４Ｂの間の中央付近から制御出力端子側辺４４Ｂに寄せて配置した構成としている。
　これによって、上下アームを形成するパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵ、３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬと制御出力端子４８Ｕ、４８Ｖ、４８Ｗを結ぶ配線長を短くでき、電力変換回路を小型化することができる。更に、配線長を短くできるのでインピーダンスの増加を低く抑えることが可能となる。
　また、本実施形態では、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵと、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬは、長辺方向で見て、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵの間に、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬが位置するように、相互に千鳥状配置とされている。
　このため、電源配線板４５は、対応する制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗ側に突出する形状に形成でき、逆に、制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗは、これに対応して後退する形状となる。同様に、制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗは電源配線板４５側に突出する形状に形成でき、逆に、電源配線板４５は、これに対応して後退する形状となる。このように、電源配線板４５と制御配線板４７Ｕ、４７Ｖ、４７Ｗは、この突出した形状によって放熱面積を大きく形成できるので、図１１に示す突状放熱部２８に効率良く熱を放熱することが可能となる。
　これに加えて、上アームパワースイッチング素子３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＷＵと、下アームパワースイッチング素子３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＷＬを近づけることができ、ジャンパー線５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗ、及びジャンパー線５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗを更に短くすることが可能となる。
　また、電源配線板４５と接地配線板４６の合成樹脂４３によってモールドされる領域には、樹脂流れ開口５２が形成されている。この樹脂流れ開口５２を設けることによって、電源配線板４５と接地配線板４６の両面に良好なモールドが可能となる。尚、この樹脂流れ開口５２はジャンパー線５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗが位置する領域に設けると、ジャンパー線５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗの領域にも良好なモールドが可能となる。加えて、上面から見た面積が、ジャンパー線５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗと樹脂流れ開口５２がオーバーラップするため小面積化され、電力変換回路部全体が小型化できる効果がある。
　以上述べた通り、本発明は合成樹脂によってパッケージ化された、電動モータの回転軸の側に向けて形成された回転軸側辺と、電動モータのコイル入力端子の側に向けて形成された制御出力端子側辺と、回転軸側辺と制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部を形成し、コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子を制御出力端子側辺に設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて千鳥状に配置した構成とした。
　これによれば、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、制御出力端子側辺に沿って、しかも回転軸側辺と制御出力端子側辺の間の中央付近から制御出力端子側辺に寄せて配置したので、上下アームを形成するパワースイッチング素子と制御出力端子を結ぶ配線長を短くでき、電力変換回路を小型化することができる。また、上下アームを形成するパワースイッチング素子を千鳥状配置しているため、金属配線板の面積を大きくでき、この分だけ放熱性能を向上することができる。
　尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　６…電動パワーステアリング装置、８…電動モータ部、９…電子制御部、１１…モータハウジング、１２…金属カバー、１３…コネクタ端子組立体、１４…出力部、１５…側端壁、１６…電力変換回路部、１７…電源回路部、１８…制御回路部、１９…側端壁、２０…コイル、２１…ステータ、２２…ロータ、２３…回転軸、２４…回転検出部、２５…貫通孔、２６…回路基板固定部、２７…基板受け部、２８…突状放熱部、２９…コンデンサ、３０…コイル、３１…ガラスエポキシ回路基板、３２…マイクコンピュータ、３３…周辺回路、３４…ガラスエポキシ回路基板、３５…段部、３６…固定ねじ、３７…開口端、３８ＵＵ、３８ＶＵ、３８ＶＵ、３９ＵＵ、３９ＶＵ、３９ＶＵ…上アームパワースイッチング素子、３８ＵＬ、３８ＶＬ、３８ＶＬ、３９ＵＬ、３９ＶＬ、３９ＶＬ…下アームパワースイッチング素子、４０Ｍ、４０Ｓ…中性点リレースイッチング素子、４１…金属配線板、４２…クリップ、４３…合成樹脂、４４Ａ…回転軸側辺、４４Ｂ…出力端子側辺、４５…電源配線板、４６…接地配線板。４７Ｕ、４７Ｖ，４７Ｗ…制御配線板、４８Ｕ、４８Ｖ，４８Ｗ…制御出力端子、５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗ、５１Ｕ、５１Ｖ、５１Ｗ…ジャンパー線。

Claims (10)

  1. 　機械系制御要素を駆動する電動モータが収納されたモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの側端壁の側に配置された、前記電動モータを駆動するための制御回路部、電源回路部、電力変換回路部からなる電子制御部とを備え、
    　前記モータハウジングの前記側端壁には、少なくとも電力変換用放熱領域が形成されて前記電力変換回路部が設置され、前記電力変換回路部で発生した熱が、前記電力変換用放熱領域を介して前記モータハウジングに放熱されると共に、
    　前記電力変換回路部は、合成樹脂によってパッケージ化された、前記電動モータの前記回転軸の側に向けて形成された回転軸側辺と、前記電動モータの三相コイル入力端子の側に向けて形成され前記回転軸側辺と平行な制御出力端子側辺と、前記回転軸側辺と前記制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部からなり、
    　前記三相コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子を前記制御出力端子側辺に設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、前記制御出力端子側辺に沿って、しかも前記回転軸側辺と前記制御出力端子側辺の間の中央付近から前記制御出力端子側辺に寄せて千鳥状配置したことを特徴とする電動駆動装置。
  2. 　請求項１に記載の電動駆動装置において、
    　前記電力変換回路部は、
    　前記回転軸側辺に沿って配置された接地線として機能する長手方向に延びた接地配線板と、
    　前記接地配線板に隣接し電源線として機能する長手方向に延びた電源配線板と、
    　前記電源配線板に隣接し前記制御出力端子側辺に沿って配置された、制御線として機能すると共に、前記制御出力端子が形成された夫々分離された３個の制御配線板とを備え、
    　前記電源配線板には上アームを構成する３個の上アームパワースイッチング素子が配置されると共に、３個の前記制御配線板には、下アームを構成する３個の下アームパワースイッチング素子が配置され、３個の前記上アームパワースイッチング素子、及びこれと対となる３個の前記下アームパワースイッチング素子が配置された前記制御配線板は第１のジャンパー線で接続され、更に、３個の前記下アームパワースイッチング素子と前記接地配線板は第２のジャンパー線で接続されていることを特徴とする電動駆動装置。
  3. 　請求項２に記載の電動駆動装置において、
    　３個の前記上アームパワースイッチング素子と、３個の前記下アームパワースイッチング素子は、前記制御出力端子側辺の方向で見て、前記上アームパワースイッチング素子の夫々の間に、前記下アームパワースイッチング素子の夫々が位置すると共に、前記上アームパワースイッチング素子の列と前記下アームパワースイッチング素子の列が所定の距離をおいて相互に千鳥状配置とされている
    ことを特徴とする電動駆動装置。
  4. 　請求項３に記載の電動駆動装置において、
    　前記電源配線板は、前記上アームパワースイッチング素子が配置されている部分が前記制御配線板の側に突出する形状に形成され、逆に、前記制御配線板は、これに対応して後退する形状に形成され、
    　前記制御配線板は、前記下アームパワースイッチング素子が配置されている部分が前記電源配線板の側に突出する形状に形成され、逆に、前記電源配線板は、これに対応して後退する形状に形成されている、ことを特徴とする電動駆動装置。
  5. 　請求項２に記載の電動駆動装置において、
    　前記接地配線板及び前記電源配線板の一部には、前記合成樹脂が流通する樹脂流れ開口が形成されていることを特徴とする電動駆動装置。
  6. 　ステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサからの出力に基づきステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、
    　前記電動モータが収納されたモータハウジングと、
    　前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの側端壁の側に配置された、前記電動モータを駆動するための制御回路部、電源回路部、電力変換回路部からなる電子制御部とを備え、
    　前記モータハウジングの前記側端壁には、少なくとも電力変換用放熱領域が形成されて前記電力変換回路部が設置され、前記電力変換回路部で発生した熱が、前記電力変換用放熱領域を介して前記モータハウジングに放熱されると共に、
    　前記電力変換回路部は、合成樹脂によってパッケージ化された、前記電動モータの前記回転軸の側に向けて形成された回転軸側辺と、前記電動モータの三相コイル入力端子の側に向けて形成され前記回転軸側辺と平行な制御出力端子側辺と、前記回転軸側辺と前記制御出力端子側辺の夫々の端部を結ぶ側辺とからなる電力変換回路部からなり、
    　前記三相コイル入力端子と接続される三相の夫々の制御出力端子を前記制御出力端子側辺に設けると共に、夫々の相の上下アームを形成するパワースイッチング素子を、前記制御出力端子側辺に沿って、しかも前記回転軸側辺と前記制御出力端子側辺の間の中央付近から前記制御出力端子側辺に寄せて千鳥状配置したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  7. 　請求項６に記載の電動パワーステアリング装置において、
    　前記電力変換回路部は、
    　前記回転軸側辺に沿って配置された接地線として機能する長手方向に延びた接地配線板と、
    　前記接地配線板に隣接し電源線として機能する長手方向に延びた電源配線板と、
    　前記電源配線板に隣接し前記制御出力端子側辺に沿って配置された、制御線として機能すると共に三相の制御出力端子が形成された夫々分離された３個の制御配線板とを備え、
    　前記電源配線板には上アームを構成する３個の上アームパワースイッチング素子が配置されると共に、３個の前記制御配線板には、下アームを構成する３個の下アームパワースイッチング素子が配置され、３個の前記上アームパワースイッチング素子、及びこれと対となる３個の前記下アームパワースイッチング素子が配置された前記制御配線板は第１のジャンパー線で接続され、更に、３個の前記下アームパワースイッチング素子と前記接地配線板は第２のジャンパー線で接続されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  8. 　請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
    　３個の前記上アームパワースイッチング素子と、３個の前記下アームパワースイッチング素子は、前記制御出力端子側辺の方向で見て、前記上アームパワースイッチング素子の夫々の間に、前記下アームパワースイッチング素子の夫々が位置すると共に、前記上アームパワースイッチング素子の列と前記下アームパワースイッチング素子の列が所定の距離をおいて相互に千鳥状配置とされていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  9. 　請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
    　前記電源配線板は、前記上アームパワースイッチング素子が配置されている部分が前記制御配線板の側に突出する形状に形成され、逆に、前記制御配線板は、これに対応して後退する形状に形成され、
    　前記制御配線板は、前記下アームパワースイッチング素子が配置されている部分が前記電源配線板の側に突出する形状に形成され、逆に、前記電源配線板は、これに対応して後退する形状に形成されている、ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  10. 　請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
    　前記接地配線板及び前記電源配線板の一部には、前記合成樹脂が流通する樹脂流れ開口が形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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