WO2020130107A1 - 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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WO2020130107A1
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bus bar
coil
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electric drive
heat sink
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昌昭 川田
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日本精工株式会社
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    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present invention relates to an electric drive device and an electric power steering device that include an electronic control device that controls rotation of a motor.
  • An electric power steering device that generates auxiliary steering torque by a motor includes an electronic control device that is a device that controls the motor.
  • Patent Document 1 describes a drive device capable of mounting electronic components on a substrate with high density.
  • the motor, the electronic control device, and the connector are arranged in this order along the axial direction parallel to the shaft of the motor. Since the insertion/removal direction with respect to the connector is the axial direction, the electric drive device of Patent Document 1 has a large size in the axial direction.
  • the electric drive devices of Patent Documents 2 and 3 the insertion/removal direction with respect to the connector is the radial direction of the motor shaft.
  • the electric drive devices of Patent Documents 2 and 3 have a smaller axial size than the electric drive devices of Patent Document 1.
  • the terminals of the connector are electrically connected to the board.
  • the power supplied from the terminal is supplied to a power circuit including a field effect transistor (FET: Field Effect Transistor) that supplies a current to the coil group, through power wiring in the substrate.
  • FET Field Effect Transistor
  • the power supply wiring inside the substrate needs to be increased, resulting in an increase in the area of the substrate (see Patent Document 3 [0015], FIG. 2). Therefore, there is a demand for an electric drive device in which the motor shaft has a small radial size.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric drive device and an electric power steering device that suppress the size in the axial direction parallel to the shaft of the motor and the radial direction of the shaft.
  • an electric drive device includes a shaft, a motor rotor that interlocks with the shaft, a stator core that rotates the motor rotor, a first coil group of at least two systems for every three phases, and a first coil group.
  • a motor stator including a plurality of coil groups that are divided into two coil groups and that excite the stator core with a three-phase alternating current, and a tubular shape that accommodates the motor rotor, the motor stator, and the plurality of coil groups inside.
  • a housing including a motor, a magnet provided at an end portion of the shaft on the anti-load side for driving and controlling the motor, and an anti-load side of the shaft in the axial direction of the shaft.
  • An electronic control unit including a circuit board arranged on an extension line; a first coil wiring connecting the first coil group and the circuit board; and a first coil wiring connecting the second coil group and the circuit board.
  • a first power circuit including an electronic component, a second power circuit including a plurality of electronic components for supplying a current to the second coil group, and a current supplied by at least one of the first power circuit and the second power circuit
  • a rotation angle sensor is attached to the first surface of the substrate body, faces the magnet, the positive electrode bus bar wiring and the negative electrode bus bar wiring, It is electrically connected to the substrate body at a position where the distance from the connector is larger than the distance from the connector to the extension line of the shaft, bypassing the extension line of the shaft from the connector.
  • the bus bar module includes a communication terminal, and the communication terminal is electrically connected to the board body at a position where a distance from the connector is smaller than a distance from the connector to an extension line of the shaft. Connected to. Accordingly, the control circuit can be arranged at a position closer to the connector than the first power circuit and the second power circuit.
  • At least a part of the electronic components included in the first power circuit and at least a part of the electronic components included in the second power circuit are attached to a first surface of the substrate body, and the heat sink and It faces through the heat sink. Thereby, heat generation of the first power circuit and the second power circuit can be suppressed.
  • the bus bar module has a through hole, and the rotation angle sensor and the magnet are arranged inside the through hole when viewed in the axial direction. As a result, it is possible to prevent foreign matter from entering the periphery of the magnetic sensor.
  • the positive electrode busbar wiring and the negative electrode busbar wiring have the thickness in the axial direction around the through hole larger than the width in the direction orthogonal to the axial direction. As a result, the electric resistance of the bus bar module is suppressed while suppressing the projected area in the axial direction.
  • the first coil wiring or the second coil wiring penetrates the heat sink with the resin of the bus bar module being sandwiched therebetween, and is electrically connected to the substrate body. This suppresses the axial size parallel to the motor shaft and the radial size of the shaft. Further, electrical insulation between the first coil wiring or the second coil wiring and the heat sink is secured.
  • the bus bar module includes a guide portion that is housed in a through hole of the heat sink, and the through hole of the guide portion has a tapered inner wall whose diameter decreases toward the inside from the load side to the anti-load side. Have. Accordingly, the first coil wiring or the second coil wiring is drawn into the through hole of the guide portion to be centered, and the first coil wiring or the second coil wiring is guided to the circuit board. This improves the electrical connection stability between the first coil wiring or the second coil wiring and the circuit board.
  • the bus bar module includes a first bridge portion, a second bridge portion, an annular portion, and a frame portion, and the first bridge portion and the second bridge portion include the annular portion. Sandwiching, the second bridge portion, the annular portion, and the frame portion surrounds a raised portion having a second surface raised from the first surface of the bottom of the groove, and an edge portion of the outer periphery of the heat sink, There is a through hole of the heat sink between the raised portion and the heat sink. As a result, twisting of the busbar module is suppressed.
  • the rotation angle sensor and the magnet are arranged inside the annular portion. As a result, it is possible to prevent foreign matter from entering the periphery of the magnetic sensor.
  • the bus bar module has a plurality of fixing positioning pins and an annular portion having a through hole into which the magnet is inserted, and the heat sink has a plurality of positioning holes on the non-load side, The fixing positioning pin is inserted into the positioning hole.
  • the bus bar module is accommodated in a step provided on the anti-load side of the heat sink, and there is a gap between the outer periphery of the annular portion and the wall surface of the groove created by the step of the heat sink.
  • the fixing positioning pin improves the mounting accuracy of the bus bar module to the heat sink. Further, there are three or more fixing positioning pins, and the plurality of fixing positioning pins are not aligned in a straight line. This ensures a gap between the outer periphery of the annular portion and the wall surface of the groove formed by the step of the heat sink.
  • the busbar module includes board positioning pins that project in a direction opposite to the fixing positioning pins, and the board positioning pins penetrate the circuit board from the busbar module. This improves the accuracy of mounting the circuit board on the bus bar module.
  • the board positioning pins are provided at three or more places, and the plurality of board positioning pins are not aligned. As a result, rotation of the circuit board with respect to the bus bar module is suppressed.
  • the board positioning pin and the fixing positioning pin are at the same position as viewed in the axial direction of the shaft. Accordingly, the position of the fixing positioning pin can be grasped by the board positioning pin, so that the heat sink and the bus bar module can be easily assembled.
  • the electric power steering device includes the above-mentioned electric drive device, and the electric drive device generates an auxiliary steering torque.
  • the size in the axial direction parallel to the shaft of the motor and the radial direction of the shaft is suppressed, and the degree of freedom in disposing the electric power steering device is improved.
  • an electric drive device and an electric power steering device in which the axial size parallel to the shaft of the motor and the radial size of the shaft are suppressed.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle equipped with an electric power steering device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the electric power steering device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a side view showing an arrangement example of the ECU according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view schematically showing a section of the motor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the wiring of the motor according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the motor and the ECU according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a configuration example of the bus bar module according to the first embodiment.
  • FIG. 9B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a perspective view showing a configuration example of the bus bar module as viewed from a direction different from that of FIG. 9A.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 10A.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the connection between the bus bar module and the circuit board according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the detection circuit and the magnet according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the second embodiment.
  • FIG. 14A is a perspective view showing a configuration example of a bus bar module according to the second embodiment.
  • FIG. 14B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 14A.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the through hole of the heat sink into which the guide portion of the busbar module is fitted.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the through hole of the guide portion of the busbar module.
  • FIG. 17 is a plan view for explaining the planar position of the positioning portion of the busbar module.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view for explaining one cross section of the positioning portion of the bus bar module.
  • FIG. 18B is a sectional view for explaining another section of the positioning portion of the bus bar module.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the permanent magnet of the third embodiment and the first sensor and the second sensor.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the sensor chip of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle equipped with the electric power steering device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the electric power steering device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, a vehicle 101 is equipped with an electric power steering device 100. An outline of the electric power steering device 100 will be described with reference to FIG. 2.
  • the electric power steering apparatus 100 includes a steering wheel 91, a steering shaft 92, a universal joint 96, an intermediate shaft 97, a universal joint 98, and a first joint in the order in which a force applied by a driver (operator) is transmitted.
  • a rack and pinion mechanism 99 and a tie rod 72 are provided.
  • the electric power steering device 100 includes a torque sensor 94 that detects a steering torque of the steering shaft 92, a motor 30, and an electronic control device (hereinafter, referred to as an ECU (Electronic Control Unit)) 10 that controls the motor 30.
  • the speed reducer 75 and the second rack and pinion mechanism 70 are provided.
  • the vehicle speed sensor 82, the power supply device 83 (for example, a vehicle-mounted battery), and the ignition switch 84 are provided in the vehicle body.
  • the vehicle speed sensor 82 detects the traveling speed of the vehicle 101.
  • the vehicle speed sensor 82 outputs the detected vehicle speed signal SV to the ECU 10 by CAN (Controller Area Network) communication. Electric power is supplied to the ECU 10 from the power supply device 83 while the ignition switch 84 is on.
  • the electric drive device 1 includes a motor 30 and an ECU 10 fixed to the shaft 31 of the motor 30 on the side opposite to the load side. Further, the electric drive device 1 may include an adapter that connects the ECU 10 and the motor 30.
  • the steering shaft 92 includes an input shaft 92A, an output shaft 92B, and a torsion bar 92C.
  • the input shaft 92A has one end connected to the steering wheel 91 and the other end connected to the torsion bar 92C.
  • One end of the output shaft 92B is connected to the torsion bar 92C, and the other end is connected to the universal joint 96.
  • the torque sensor 94 detects the steering torque applied to the steering shaft 92 by detecting the twist of the torsion bar 92C.
  • the torque sensor 94 outputs a steering torque signal T corresponding to the detected steering torque to the ECU 10 by CAN communication.
  • the steering shaft 92 rotates by the steering force applied to the steering wheel 91.
  • the intermediate shaft 97 has an upper shaft 97A and a lower shaft 97B, and transmits the torque of the output shaft 92B.
  • the upper shaft 97A is connected to the output shaft 92B via the universal joint 96.
  • the lower shaft 97B is connected to the first pinion shaft 99A of the first rack and pinion mechanism 99 via the universal joint 98.
  • the upper shaft 97A and the lower shaft 97B are, for example, spline-coupled.
  • the first rack-and-pinion mechanism 99 has a first pinion shaft 99A, a first pinion gear 99B, a rack shaft 99C, and a first rack 99D.
  • One end of the first pinion shaft 99A is connected to the lower shaft 97B via the universal joint 98, and the other end is connected to the first pinion gear 99B.
  • the first rack 99D formed on the rack shaft 99C meshes with the first pinion gear 99B.
  • the rotational movement of the steering shaft 92 is transmitted to the first rack and pinion mechanism 99 via the intermediate shaft 97. This rotational movement is converted into a linear movement of the rack shaft 99C by the first rack and pinion mechanism 99.
  • the tie rods 72 are respectively connected to both ends of the rack shaft 99C.
  • the motor 30 is a motor that generates an auxiliary steering torque for assisting the driver in steering.
  • the motor 30 may be a brushless motor or a brush motor having a brush and a commutator.
  • the ECU 10 includes a rotation angle sensor 23a.
  • the rotation angle sensor 23a detects the rotation phase of the motor 30.
  • the ECU 10 acquires the rotation phase signal of the motor 30 from the rotation angle sensor 23a, the steering torque signal T from the torque sensor 94, and the vehicle speed signal SV of the vehicle 101 from the vehicle speed sensor 82.
  • the ECU 10 calculates the assist steering command value of the assist command based on the rotation phase signal, the steering torque signal T, and the vehicle speed signal SV.
  • the ECU 10 supplies a current to the motor 30 based on the calculated auxiliary steering command value.
  • the speed reducer 75 includes a worm shaft 75A that rotates integrally with the shaft 31 of the motor 30, and a worm wheel 75B that meshes with the worm shaft 75A. Therefore, the rotational movement of the shaft 31 is transmitted to the worm wheel 75B via the worm shaft 75A.
  • the speed reducer 75 side of the shaft 31 is referred to as a load side end, and the opposite side of the shaft 31 to the speed reducer 75 is referred to as an anti-load side end.
  • the second rack and pinion mechanism 70 has a second pinion shaft 71A, a second pinion gear 71B, and a second rack 71C.
  • 71 A of 2nd pinion shafts are fixed so that one end may rotate coaxially and integrally with the worm wheel 75B.
  • the other end of the second pinion shaft 71A is connected to the second pinion gear 71B.
  • the second rack 71C formed on the rack shaft 99C meshes with the second pinion gear 71B.
  • the rotational movement of the motor 30 is transmitted to the second rack and pinion mechanism 70 via the speed reducer 75. This rotational movement is converted into a linear movement of the rack shaft 99C by the second rack and pinion mechanism 70.
  • the driver's steering force input to the steering wheel 91 is transmitted to the first rack and pinion mechanism 99 via the steering shaft 92 and the intermediate shaft 97.
  • the first rack and pinion mechanism 99 transmits the transmitted steering force to the rack shaft 99C as a force applied in the axial direction of the rack shaft 99C.
  • the ECU 10 obtains the steering torque signal T input to the steering shaft 92 from the torque sensor 94.
  • the ECU 10 acquires the vehicle speed signal SV from the vehicle speed sensor 82.
  • the ECU 10 acquires the rotation phase signal of the motor 30 from the rotation angle sensor 23a. Then, the ECU 10 outputs a control signal to control the operation of the motor 30.
  • the auxiliary steering torque generated by the motor 30 is transmitted to the second rack and pinion mechanism 70 via the speed reducer 75.
  • the second rack and pinion mechanism 70 transmits the auxiliary steering torque to the rack shaft 99C as a force applied in the axial direction of the rack shaft 99C. In this way, the steering of the steering wheel 91 by the driver is assisted by the electric power steering device 100.
  • the electric power steering device 100 is a rack assist type in which an assisting force is applied to the second rack and pinion mechanism 70, but is not limited to this.
  • the electric power steering device 100 may be, for example, a column assist system in which an assist force is applied to the steering shaft 92 or a pinion assist system in which an assist force is applied to the first pinion gear 99B.
  • FIG. 3 is a side view showing an arrangement example of the ECU according to the embodiment.
  • the electric drive device 1 including the ECU 10 and the motor 30 is arranged in the speed reducer 75.
  • a wire harness can be inserted and removed in parallel with the extending direction of the rack shaft 99C shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the motor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the wiring of the motor according to the embodiment.
  • the motor 30 includes a housing 930, a motor stator having a stator core 931, and a motor rotor 932.
  • the motor stator includes a cylindrical stator core 931, a plurality of first coils 37, and a plurality of second coils 38.
  • the stator core 931 includes an annular back yoke 931a and a plurality of teeth 931b protruding from the inner peripheral surface of the back yoke 931a. Twelve teeth 931b are arranged in the circumferential direction.
  • the motor rotor 932 includes a rotor yoke 932a and a magnet 932b.
  • the magnet 932b is provided on the outer peripheral surface of the rotor yoke 932a.
  • the number of magnets 932b is eight, for example.
  • the rotation of the motor rotor 932 is interlocked with the rotation of the shaft 31.
  • the first coil 37 is concentratedly wound around each of the plurality of teeth 931b.
  • the first coil 37 is concentratedly wound around the outer periphery of the tooth 931b via an insulator. All the first coils 37 are included in the first coil system.
  • a current is supplied and excited by the inverter circuit 251 (see FIG. 6) included in the first power circuit 25A.
  • the first coil system includes, for example, six first coils 37.
  • the six first coils 37 are arranged such that the two first coils 37 are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • Three first coil groups Gr1 each including the adjacent first coils 37 as one group are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the first coil system includes three first coil groups Gr1 arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the first coil groups Gr1 do not necessarily have to be three in number, and may be 3n arranged at equal intervals in the circumferential direction when n is a natural number. Further, it is desirable that n is an odd number.
  • the second coil 38 is concentratedly wound around each of the plurality of teeth 931b.
  • the second coil 38 is concentratedly wound around the outer periphery of the tooth 931b via an insulator.
  • the tooth 931b on which the second coil 38 is concentratedly wound is a tooth 931b different from the tooth 931b on which the first coil 37 is concentratedly wound. All the second coils 38 are included in the second coil system.
  • a current is supplied to the second coil system by an inverter circuit 251 (see FIG. 6) included in the second power circuit 25B and is excited.
  • the second coil system includes, for example, six second coils 38.
  • the six second coils 38 are arranged such that the two second coils 38 are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • Three second coil groups Gr2 each including the adjacent second coils 38 as one group are arranged at equal intervals in the circumferential direction. That is, the second coil system includes three second coil groups Gr2 arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the number of the second coil groups Gr2 does not necessarily have to be three, and 3n may be arranged at equal intervals in the circumferential direction when n is a natural number. Further, it is desirable that n is an odd number.
  • there are a plurality of coil groups and each of the three phases is divided into at least two systems of the first coil group Gr1 and the second coil group Gr2, and the stator core 931 is a three-phase AC. Get excited.
  • the six first coils 37 include two first U-phase coils 37Ua and 37Ub that are excited by the first U-phase current I1u, and two first V-phase currents I1v. It includes a first V-phase coil 37Va and a first V-phase coil 37Vb, and two first W-phase coil 37Wa and first W-phase coil 37Wb excited by a first W-phase current I1w.
  • the first U-phase coil 37Ub is connected in series with the first U-phase coil 37Ua.
  • the first V-phase coil 37Vb is connected in series with the first V-phase coil 37Va.
  • the first W-phase coil 37Wb is connected in series with the first W-phase coil 37Wa.
  • the winding directions of the first coil 37 with respect to the tooth 931b are all the same.
  • the first U-phase coil 37Ub, the first V-phase coil 37Vb, and the first W-phase coil 37Wb are joined by a star connection (Y connection).
  • the six second coils 38 include two second U-phase coils 38Ua and 38Ub that are excited by the second U-phase current I2u, and two that are excited by the second V-phase current I2v. It includes a second V-phase coil 38Va and a second V-phase coil 38Vb, and two second W-phase coil 38Wa and second W-phase coil 38Wb that are excited by the second W-phase current I2w.
  • the second U-phase coil 38Ub is connected in series with the second U-phase coil 38Ua.
  • the second V-phase coil 38Vb is connected in series with the second V-phase coil 38Va.
  • the second W-phase coil 38Wb is connected in series to the second W-phase coil 38Wa.
  • the winding directions of the second coil 38 with respect to the teeth 931b are all the same, and the same as the winding direction of the first coil 37.
  • the second U-phase coil 38Ub, the second V-phase coil 38Vb, and the second W-phase coil 38Wb are joined by a star connection (Y connection).
  • the three first coil groups Gr1 include a first UV coil group Gr1UV, a first VW coil group Gr1VW, and a first UW coil group Gr1UW.
  • the first UV coil group Gr1UV includes a first U-phase coil 37Ub and a first V-phase coil 37Va that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the first VW coil group Gr1VW includes a first V-phase coil 37Vb and a first W-phase coil 37Wa that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the first UW coil group Gr1UW includes a first U-phase coil 37Ua and a first W-phase coil 37Wb that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the three second coil groups Gr2 include a second UV coil group Gr2UV, a second VW coil group Gr2VW, and a second UW coil group Gr2UW.
  • the second UV coil group Gr2UV includes a second U-phase coil 38Ub and a second V-phase coil 38Va that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the second VW coil group Gr2VW includes a second V-phase coil 38Vb and a second W-phase coil 38Wa that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the second UW coil group Gr2UW includes a second U-phase coil 38Ua and a second W-phase coil 38Wb that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the first coil 37 excited by the first U-phase current I1u faces the second coil 38 excited by the second U-phase current I2u in the radial direction of the stator core 931.
  • the radial direction of the stator core 931 is simply described as the radial direction.
  • the first U-phase coil 37Ua faces the second U-phase coil 38Ua
  • the first U-phase coil 37Ub faces the second U-phase coil 38Ub in the radial direction.
  • the first coil 37 which is excited by the first V-phase current I1v, is radially opposed to the second coil 38, which is excited by the second V-phase current I2v.
  • the first V-phase coil 37Va faces the second V-phase coil 38Va in the radial direction
  • the first V-phase coil 37Vb faces the second V-phase coil 38Vb.
  • the first coil 37 which is excited by the first W-phase current I1w, is radially opposed to the second coil 38, which is excited by the second W-phase current I2w.
  • the first W-phase coil 37Wa faces the second W-phase coil 38Wa in the radial direction
  • the first W-phase coil 37Wb faces the second W-phase coil 38Wb.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the motor and the ECU according to the embodiment.
  • the ECU 10 includes a detection circuit 23, a control circuit 24, a first power circuit 25A, and a second power circuit 25B.
  • the detection circuit 23 includes a rotation angle sensor 23a and a motor rotation speed calculation unit 23b.
  • the control circuit 24 includes a control calculation unit 241, a gate drive circuit 242, and a cutoff drive circuit 243.
  • the first power circuit 25A has an inverter circuit 251 and a current cutoff circuit 255.
  • the second power circuit 25B includes an inverter circuit 251 and a current cutoff circuit 255.
  • the inverter circuit 251 has a plurality of switching elements 252 and a current detection circuit 254 for detecting a current value.
  • the control calculator 241 calculates a motor current command value.
  • the motor rotation speed calculation unit 23b calculates the motor electrical angle ⁇ m and outputs it to the control calculation unit 241.
  • the gate drive circuit 242 receives the motor current command value output from the control calculation unit 241.
  • the gate drive circuit 242 controls the first power circuit 25A and the second power circuit 25B based on the motor current command value.
  • the ECU 10 includes a rotation angle sensor 23a as shown in FIG.
  • the rotation angle sensor 23a is, for example, a magnetic sensor.
  • the detection value of the rotation angle sensor 23a is supplied to the motor rotation speed calculation unit 23b.
  • the motor rotation speed calculation unit 23b calculates the motor electrical angle ⁇ m based on the detection value of the rotation angle sensor 23a and outputs it to the control calculation unit 241.
  • the control calculation unit 241 includes a steering torque signal T detected by the torque sensor 94, a vehicle speed signal SV that is a signal of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 82, and a motor electrical angle output from the motor rotation speed calculation unit 23b. ⁇ m and are input.
  • the control calculator 241 calculates a motor current command value based on the steering torque signal T, the vehicle speed signal SV, and the motor electrical angle ⁇ m, and outputs the motor current command value to the gate drive circuit 242.
  • the gate drive circuit 242 calculates the first pulse width modulation signal based on the motor current command value and outputs it to the inverter circuit 251 of the first power circuit 25A.
  • the inverter circuit 251 switches the switching element 252 according to the duty ratio of the first pulse width adjustment signal so that the current values of the three phases are obtained, and the first U-phase current I1u, the first V-phase current I1v, and the first W-phase.
  • a three-phase alternating current including the current I1w is generated.
  • the first U-phase current I1u excites the first U-phase coil 37Ua and the first U-phase coil 37Ub
  • the first V-phase current I1v excites the first V-phase coil 37Va and the first V-phase coil 37Vb
  • the first W-phase current I1w is the first W.
  • the phase coil 37Wa and the first W-phase coil 37Wb are excited.
  • the gate drive circuit 242 calculates the second pulse width modulation signal based on the motor current command value and outputs it to the inverter circuit 251 of the second power circuit 25B.
  • the inverter circuit 251 switches the switching element 252 according to the duty ratio of the second pulse width adjustment signal so that the current values of the three phases are obtained, and the second U-phase current I2u, the second V-phase current I2v, and the second W-phase.
  • a three-phase alternating current including the current I2w is generated.
  • the second U-phase current I2u excites the second U-phase coil 38Ua and the second U-phase coil 38Ub
  • the second V-phase current I2v excites the second V-phase coil 38Va and the second V-phase coil 38Vb
  • the second W-phase current I2w is the second W.
  • the phase coil 38Wa and the second W-phase coil 38Wb are excited.
  • the inverter circuit 251 is a power conversion circuit that converts DC power into AC power. As described above, the inverter circuit 251 has the plurality of switching elements 252. The switching element 252 is, for example, a field effect transistor. A smoothing capacitor 253 is connected in parallel to the inverter circuit 251. The smoothing capacitor 253 is, for example, an electrolytic capacitor.
  • the circuit board 20 includes, as the smoothing capacitors 253, a plurality of smoothing capacitors connected in parallel.
  • the inverter circuit 251 has the current detection circuit 254.
  • the current detection circuit 254 includes, for example, a shunt resistor.
  • the current value detected by the current detection circuit 254 is sent to the control calculation unit 241.
  • the current detection circuit 254 may be connected so as to detect the current value of each phase of the motor 30.
  • the current cutoff circuit 255 is arranged between the inverter circuit 251 and the first coil 37 or the second coil 38.
  • the control calculation unit 241 drives the current cutoff circuit 255 via the cutoff drive circuit 243, and the current flowing from the inverter circuit 251 to the first coil 37. Can be shut off. Further, the control calculation unit 241 can drive the current cutoff circuit 255 via the cutoff drive circuit 243 to cut off the current flowing from the inverter circuit 251 to the second coil 38. In this way, the current flowing through the first coil 37 and the current flowing through the second coil 38 are independently controlled by the control calculation unit 241. Input/output signals such as the steering torque signal T and the vehicle speed signal SV are transmitted to the control calculation unit 241 via the connector CNT.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the first embodiment.
  • the electric drive device 1 includes a motor 30 and an ECU 10 arranged on the side opposite to the load of the motor 30.
  • the motor 30 includes a housing 930.
  • the axial direction Ax means a direction parallel to the extending direction of the shaft 31 of the motor 30.
  • the circumferential direction is a direction along a concentric circle around the shaft 31.
  • the radial direction is a direction away from the shaft 31 on a plane orthogonal to the axial direction Ax.
  • the housing 930 has a tubular shape, and accommodates the motor rotor 932, the stator including the first coil group Gr1 and the second coil group Gr2 (see FIG. 4), and the shaft 31 inside thereof.
  • a magnet 32 is attached to the end of the shaft 31 on the anti-load side.
  • Half of the magnet 32 is magnetized to the S pole and half of the N pole when viewed in the axial direction Ax.
  • the magnet 32 may have S poles and N poles alternately arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface.
  • the ECU 10 includes a circuit board 20, a heat sink 40 that supports the circuit board 20, a bus bar module BBM integrally formed with the connector CNT, and a lid body 50.
  • the circuit board 20 and the bus bar module BBM are attached to the heat sink 40.
  • the connector CNT is arranged in a direction in which the wire harness can be inserted/removed from the radially outer side of the shaft 31 of the motor 30.
  • the circuit board 20 has a board body 21 and a plurality of electronic components mounted on the board body 21.
  • the board body 21 is, for example, a printed board made of resin or the like.
  • the plurality of electronic components mounted on one board main body 21 include, for example, a central processing unit (CPU), an application-specific integrated circuit (ASIC), and a field effect transistor (FET). Field Effect Transistor), magnetic sensor, electrolytic capacitor, resistance element, diode, thermistor, etc. are included.
  • the plurality of electronic components configure the detection circuit 23, the control circuit 24, the first power circuit 25A, and the second power circuit 25B shown in FIG.
  • the heat sink 40 supports the circuit board 20.
  • the circuit board 20 is fixed to one surface (anti-load side) of the heat sink 40.
  • the heat sink 40 is made of a metal having a high heat dissipation property, such as aluminum or copper, and efficiently dissipates the heat generated by the circuit board 20 to the outside.
  • the lid 50 is made of metal or resin and suppresses foreign matter and moisture from entering the inside of the electric drive device 1.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a configuration example of the bus bar module according to the first embodiment.
  • FIG. 9B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a perspective view showing a configuration example of the bus bar module as viewed from a direction different from that of FIG. 9A.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 10A.
  • the bus bar module BBM includes a connector CNT, a first bridge portion 64A, an annular portion 63, a second bridge portion 64B, power supply terminals Tdc and Tgnd, and communication for performing CAN communication. It has an operation terminal Tcan and an input/output terminal Tio for inputting/outputting data by a method other than CAN communication.
  • the power supply terminal Tdc is a metal terminal that supplies the power supply voltage Vdc of the power supply device 83 (see FIG. 2).
  • the power supply terminal Tgnd is a metal terminal that supplies a negative power supply voltage of the power supply device 83 (for example, a reference voltage such as ground).
  • power wirings PW for transmitting power from the power supply device 83 are connected via power supply terminals Tdc and Tgnd, respectively.
  • the communication terminal Tcan and the input/output terminal Tio are metal terminals.
  • a signal transmission line for transmitting input/output signals such as a steering torque signal T and a vehicle speed signal SV is connected to the control calculation unit 241 (see FIG. 6) of the control circuit 24 via the communication terminal Tcan and the input/output terminal Tio. To be done.
  • the power supply terminal Tdc shown in FIG. 9A is inserted into the through hole Hdc shown in FIG.
  • the power supply terminal Tgnd shown in FIG. 9A is inserted into the through hole Hgnd shown in FIG.
  • the communication terminal Tcan shown in FIG. 9A is inserted into the through hole Hcan shown in FIG.
  • the input/output terminal Tio shown in FIG. 9A is inserted into the through hole Hio shown in FIG.
  • the connector CNT is provided with a rod-shaped positioning pin CNTP extending in the axial direction Ax.
  • the positioning pin CNTP is inserted into the positioning hole of the circuit board 20 and the positioning hole of the heat sink 40.
  • the connector CNT is provided with an insertion hole CNTH through which a bolt for fixing the connector CNT to the heat sink 40 is inserted.
  • the positive bus bar wirings 65 and 66, the negative bus bar wiring 67, and the capacitor terminal plate 68 are resin-molded and embedded inside.
  • the positive electrode bus bar wirings 65 and 66, the negative electrode bus bar wiring 67, and the capacitor terminal plate 68 are formed by stamping a metal plate such as copper.
  • the capacitor 62 is connected between the capacitor terminal plate 68 and the negative electrode bus bar wiring 67. Similarly, the capacitor 62 is connected between the capacitor terminal plate 68 and the positive electrode bus bar wiring 65.
  • a choke coil 61 (see FIG. 8) is connected between the positive electrode bus bar wiring 65 and the positive electrode bus bar wiring 66. The choke coil 61 and the capacitor 62 remove the high frequency component of the power wiring PW from the power supply device 83 described above.
  • the bridge portion 64 includes a first bridge portion 64A and a second bridge portion 64B.
  • the first bridge portion 64A and the second bridge portion 64B sandwich the annular portion 63.
  • the widths of the first bridge portion 64A and the second bridge portion 64B are smaller than the width of the annular portion 63 when viewed in the axial direction Ax.
  • a step is provided between the first surface 41 and the second surface 42 of the heat sink body 44 on the anti-load side, and the first surface 41 accommodates the connector CNT.
  • the annular portion 63 of the bus bar module BBM, the second bridge portion 64B, and the power supply terminals Tdc and Tgnd are arranged in the groove 43a, the groove 43b, and the groove 43c formed by the step between the first surface 41 and the second surface 42. ..
  • the heat sink 40 has the groove 43 on the anti-load side, the bus bar module BBM is inserted in the groove 43, and the heat sink 40 supports the circuit board 20 arranged on the anti-load side of the bus bar module BBM.
  • the step between the first surface 41 and the second surface 42 to be equal to or greater than the thickness of the annular portion 63 of the BBM and the second bridge portion 64B in the axial direction Ax, the bus bar module BBM does not project from the heat sink 40.
  • the thickness in the axial direction Ax around the through hole 69 is larger than the width in the direction orthogonal to the axial direction Ax.
  • the area of the power supply wiring occupying the substrate viewed from the axial direction Ax is suppressed, and the electrical resistance of the positive electrode busbar wiring 66 and the negative electrode busbar wiring 67 is suppressed due to the thickness in the axial direction Ax.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the connection between the bus bar module and the circuit board according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the detection circuit and the magnet according to the first embodiment.
  • the substrate body 21 has a first surface 21b and a second surface 21a located on the opposite side of the first surface 21b.
  • the detection circuit 23, the control circuit 24, the first power circuit 25A, and the second power circuit 25B are composed of one or more electronic components mounted on the first surface 21b or the second surface 21a.
  • the rotation angle sensor 23a is composed of one electronic component mounted on the second surface 21a of the substrate body 21.
  • the control circuit 24 is composed of a plurality of electronic components mounted on the second surface 21 a of the board body 21.
  • the first power circuit 25A is composed of a plurality of electronic components mounted on the first surface 21b of the substrate body 21.
  • the circuit board 20 includes a smoothing capacitor 253 mounted on the second surface 21 a of the board body 21.
  • the second power circuit 25B is also composed of switching elements mounted on the first surface 21b of the substrate body 21.
  • the circuit board 20 includes a smoothing capacitor 253 mounted on the second surface 21 a of the board body 21.
  • the substrate body 21 is provided with a plurality of through holes 2321 and 2322 penetrating between the first surface 21b and the second surface 21a.
  • the electric drive device 1 includes a first coil wiring 321 that connects the first coil group Gr1 and the circuit board 20, and a second coil wiring 322 that connects the second coil group Gr2 and the circuit board 20. ..
  • the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 may be included in the ECU 10 or the motor 30.
  • the first coil wiring 321 (see FIG. 8) that has penetrated the through hole 46 of the heat sink 40 is inserted into the through hole 2321, and the circuit board 20 and the first coil wiring 321 are electrically connected.
  • the second coil wiring 322 (see FIG. 8) penetrating the through hole 46 of the heat sink 40 is inserted into the through hole 2322, and the circuit board 20 and the second coil wiring 322 are electrically connected.
  • FIGS. 9A and 10A there is a resin-free through hole 69 inside the annular portion 63. As shown in FIG. 8, the non-load side of the shaft 31 of the motor 30 passes through the through hole 45 of the heat sink 40 and is exposed on the first surface 41. The through hole 69 is larger than the through hole 45.
  • the rotation angle sensor 23a is arranged on the anti-load side of the shaft 31 and on the extension line in the axial direction Ax.
  • the substrate body 21 has a plane orthogonal to the axial direction Ax as a mounting surface of the rotation angle sensor 23a.
  • the rotation angle sensor 23a is mounted on the substrate body 21 so as to detect a change in the magnetic field of the magnet 32. It is desirable that the magnet 32 and the rotation angle sensor 23a face each other in the axial direction Ax.
  • the rotation angle sensor 23a is, for example, a spin valve sensor.
  • a spin valve sensor is an element that sandwiches a non-magnetic layer between a ferromagnetic pinned layer whose magnetization direction is fixed by an antiferromagnetic layer, etc., and a ferromagnetic free layer, and detects changes in the direction of magnetic flux. It is a sensor that can.
  • Spin valve sensors include GMR (Giant Magneto Resistance) sensors and TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensors.
  • the rotation angle sensor 23a may be any sensor that can detect the rotation of the magnet 32.
  • the rotation angle sensor 23a may be, for example, an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) sensor or a Hall sensor.
  • the rotation angle sensor 23 a and the magnet 32 are arranged in the through hole 69 surrounded by the annular portion 63. As a result, mixing of foreign matter is suppressed.
  • the electric drive device 1 includes the motor 30, the ECU 10 provided on the anti-load side of the shaft 31 and the bus bar module BBM for driving and controlling the motor 30.
  • the ECU 10 includes a magnet 32 at an end portion on the anti-load side of the shaft 31, and a circuit board 20 arranged on the anti-load side of the shaft 31 on an extension line of the shaft 31 in the axial direction (for example, the axial direction Ax). ,including.
  • the circuit board 20 includes a detection circuit 23 including a rotation angle sensor 23a that detects the rotation of the magnet 32, a control circuit 24, a first power circuit 25A, and a second power circuit 25B.
  • the rotation angle sensor 23a is a magnetic sensor that detects the rotation of the magnet 32.
  • the bus bar module BBM includes a connector CNT, a first power supply terminal Tdc, a second power supply terminal Tgnd, positive electrode bus bar wirings 65 and 66 electrically connecting the connector CNT and the first power supply terminal Tdc, a connector CNT and a first power supply terminal Tdc.
  • the negative electrode bus bar wiring 67 that electrically connects the two power supply terminals Tgnd is integrally formed with the connector CNT by resin molding. As a result, the number of parts is reduced.
  • the resin mold is lightweight and contributes to cost reduction.
  • the positive electrode bus bar wiring 66 and the negative electrode bus bar wiring 67 detour on the extension line of the shaft 31 from the connector CNT.
  • the positive bus bar wiring 66 and the negative bus bar wiring 67 are the through hole Hdc and the through hole Hgnd located at a position where the distance from the connector CNT is larger than the distance from the connector CNT to the extension line of the shaft 31, and the first power terminal Tdc. , And is connected to the substrate body 21 via the second power supply terminal Tgnd.
  • the insertion/removal direction of the connector CNT is the radial direction of the shaft 31 of the motor 30 in the plane orthogonal to the axial direction Ax. Therefore, the size of the electric drive device 1 in the axial direction Ax can be suppressed.
  • the positive electrode bus bar wiring 66 and the negative electrode bus bar wiring 67 are separate from the power source wiring of the substrate body 21, the first power circuit 25A and the second power circuit 25B in the substrate body 21 are supplied to the circuit board 20 as a power source.
  • the area of the wiring can be reduced.
  • the area of the board body 21 is suppressed, and the circuit board 20 becomes smaller.
  • the radial size of the electric drive device 1 is also suppressed.
  • the bus bar module BBM has a communication terminal Tcan.
  • the communication terminal Tcan is electrically connected to the substrate body 21 at a position where the distance from the connector CNT is smaller than the distance from the connector CNT to the extension line of the shaft 31.
  • the control circuit 24 can be arranged so that the wiring from the communication terminal Tcan becomes short, and as shown in FIG. 11, the control circuit 24 that generates less heat than the first power circuit 25A and the second power circuit 25B, It becomes easy to arrange in the vicinity of the connector CNT.
  • At least a part (for example, a plurality of switching elements 252) of electronic components included in the first power circuit 25A and at least a part (for example, a plurality of switching elements 252) of electronic components included in the second power circuit 25B are It is attached to the first surface 21b of the substrate body 21.
  • the second surface 42 of the heat sink 40 and the switching element 252 can face each other via a heat dissipation material or directly.
  • the heat dissipation material is a material in which a thermally conductive filler is mixed with silicone polymer, and is called TIM (Thermal Interface Material).
  • the electric power steering device 100 includes the above-mentioned electric drive device 1, and the electric drive device 1 produces an auxiliary steering torque.
  • the axial direction Ax parallel to the shaft 31 of the motor 30 and the radial size of the shaft 31 are suppressed, and the degree of freedom in disposing the electric power steering device 100 is improved.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a configuration example of the electric drive device according to the second embodiment.
  • FIG. 14A is a perspective view showing a configuration example of a bus bar module according to the second embodiment.
  • FIG. 14B is an explanatory diagram showing an internal configuration example of FIG. 14A.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the through hole of the heat sink into which the guide portion of the busbar module is fitted.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the through hole of the guide portion of the busbar module.
  • the same components as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the bus bar module BBM includes a connector CNT, a first bridge portion 64A, an annular portion 63, a second bridge portion 64B, a frame portion 64C, a jaw portion 64D, and a guide portion. 64E, a first power supply terminal Tdc, a second power supply terminal Tgnd, a communication terminal Tcan for performing CAN communication, and an input/output terminal Tio for inputting/outputting data by a method other than CAN communication.
  • the first power supply terminal Tdc is a metal terminal that supplies the power supply voltage Vdc of the power supply device 83 (see FIG. 2).
  • the second power supply terminal Tgnd is a metal terminal that supplies a negative power supply voltage of the power supply device 83 (for example, a reference voltage such as ground).
  • Power wirings PW for transmitting power from the power supply device 83 are connected to the first power circuit 25A and the second power circuit 25B via the first power supply terminal Tdc and the second power supply terminal Tgnd, respectively. ..
  • the communication terminal Tcan and the input/output terminal Tio are metal terminals.
  • a signal transmission line for transmitting input/output signals such as a steering torque signal T and a vehicle speed signal SV is connected to the control calculation unit 241 (see FIG. 6) of the control circuit 24 via the communication terminal Tcan and the input/output terminal Tio. To be done.
  • the first power supply terminal Tdc shown in FIG. 14A is inserted into the through hole Hdc shown in FIG.
  • the second power supply terminal Tgnd shown in FIG. 14A is inserted into the through hole Hgnd shown in FIG.
  • the communication terminal Tcan shown in FIG. 14A is inserted into the through hole Hcan shown in FIG.
  • the input/output terminal Tio shown in FIG. 14A is inserted into the through hole Hio shown in FIG.
  • the positive bus bar wirings 65 and 66, the negative bus bar wiring 67, and the capacitor terminal plate 68 are resin-molded and embedded inside.
  • the positive electrode bus bar wirings 65 and 66, the negative electrode bus bar wiring 67, and the capacitor terminal plate 68 are formed by stamping a metal plate such as copper.
  • the resin of the bus bar module BBM is, for example, polybutylene terephthalate (PBT).
  • the capacitor 62 is connected between the capacitor terminal plate 68 and the negative electrode bus bar wiring 67. Similarly, the capacitor 62 is connected between the capacitor terminal plate 68 and the positive electrode bus bar wiring 65.
  • a choke coil 61 (see FIG. 13) is connected between the positive electrode bus bar wiring 65 and the positive electrode bus bar wiring 66. The choke coil 61 and the capacitor 62 remove the high frequency component of the power wiring PW from the power supply device 83 described above.
  • the bridge portion 64 includes a first bridge portion 64A and a second bridge portion 64B.
  • the first bridge portion 64A and the second bridge portion 64B sandwich the annular portion 63.
  • the widths of the first bridge portion 64A and the second bridge portion 64B are smaller than the width of the annular portion 63 when viewed in the axial direction Ax.
  • the frame portion 64C, the second bridge portion 64B, and the annular portion 63 surround the raised portion having the second surface 42 that is raised from the first surface 41 at the bottom of the groove 43a.
  • the frame portion 64C suppresses twisting of the bus bar module BBM and facilitates handling during assembly.
  • a guide portion 64E which is thicker in the radial direction than the frame portion 64C, is provided outside the frame portion 64C.
  • a jaw portion 64D is provided on the upper surface of the guide portion 64E and projects at least radially outside the guide portion 64E.
  • the bus bar module BBM is provided with the projecting portions 64W projecting from the both side surfaces of the connector CNT in the direction away from each other.
  • the projecting portion 64W is provided with an insertion hole CNTH1 and an insertion hole CNTH2 into which a screw is inserted.
  • An insertion hole CNTH3 into which a screw is inserted is provided in the second bridge portion 64B.
  • a step is provided between the first surface 41 and the second surface 42 of the heat sink body 44 on the anti-load side, and the first surface 41 accommodates the connector CNT.
  • the groove 43a, the groove 43b, and the groove 43c formed by the step between the raised portion of the first surface 41 and the second surface 42 include the annular portion 63 of the bus bar module BBM, the second bridge portion 64B, and the first power supply terminal Tdc, The second power supply terminal Tgnd is arranged.
  • the heat sink 40 has the groove 43 on the anti-load side, the bus bar module BBM is inserted in the groove 43, and the heat sink 40 supports the circuit board 20 arranged on the anti-load side of the bus bar module BBM.
  • the step between the first surface 41 and the second surface 42 is equal to or larger than the thickness of the annular portion 63 of the bus bar module BBM and the second bridge portion 64B in the Ax direction, the bus bar module BBM does not project from the heat sink 40. ..
  • the thickness of the positive electrode bus bar wiring 66 and the negative electrode bus bar wiring 67 in the axial direction Ax around the through hole 69 is larger than the width in the direction orthogonal to the axial direction Ax. As a result, the area of the power supply wiring occupying the substrate viewed from the axial direction Ax is suppressed, and the electrical resistance of the positive electrode busbar wiring 66 and the negative electrode busbar wiring 67 is suppressed due to the thickness in the axial direction Ax.
  • the substrate body 21 has a first surface 21b and a second surface 21a located on the opposite side of the first surface 21b.
  • the detection circuit 23, the control circuit 24, the first power circuit 25A, and the second power circuit 25B shown in FIG. 6 are composed of one or more electronic components mounted on the first surface 21b or the second surface 21a.
  • the rotation angle sensor 23a is composed of one electronic component mounted on the second surface 21a of the substrate body 21.
  • the control circuit 24 shown in FIG. 6 is composed of a plurality of electronic components mounted on the first surface 21b of the substrate body 21.
  • the circuit board 20 also includes a smoothing capacitor 253 mounted on the second surface 21 a of the board body 21.
  • the substrate body 21 is provided with a plurality of through holes 2321 and 2322 penetrating between the first surface 21b and the second surface 21a.
  • the electric drive device 1 includes a first coil wiring 321 that connects the first coil group Gr1 and the circuit board 20, and a second coil wiring 321 that connects the second coil group Gr2 and the circuit board 20. And a coil wiring 322.
  • the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 may be included in the ECU 10 or the motor 30.
  • the first coil wiring 321 penetrating the through hole 46 of the heat sink 40 is inserted into the through hole 2321, and the circuit board 20 and the first coil wiring 321 are electrically connected.
  • the second coil wiring 322 penetrating the through hole 46 of the heat sink 40 is inserted into the through hole 2322, and the circuit board 20 and the second coil wiring 322 are electrically connected.
  • FIGS. 14A and 14B there is a resin-free through hole 69 inside the annular portion 63.
  • the anti-load side of the shaft 31 of the motor 30 passes through the through hole 45 of the heat sink 40 and is exposed on the first surface 41.
  • the through hole 69 is larger than the through hole 45.
  • the rotation angle sensor 23a is arranged on the anti-load side of the shaft 31 and on the extension line in the axial direction Ax.
  • the substrate body 21 has a plane orthogonal to the axial direction Ax as a mounting surface of the rotation angle sensor 23a.
  • the rotation angle sensor 23a is mounted on the substrate body 21 so as to detect a change in the magnetic field of the magnet 32. It is desirable that the magnet 32 and the rotation angle sensor 23a face each other in the axial direction Ax.
  • the rotation angle sensor 23a is, for example, a spin valve sensor.
  • a spin valve sensor is an element that sandwiches a non-magnetic layer between a ferromagnetic pinned layer whose magnetization direction is fixed by an antiferromagnetic layer, etc., and a ferromagnetic free layer, and detects changes in the direction of magnetic flux. It is a sensor that can.
  • Spin valve sensors include GMR (Giant Magneto Resistance) sensors and TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensors.
  • the rotation angle sensor 23a may be any sensor that can detect the rotation of the magnet 32.
  • the rotation angle sensor 23a may be, for example, an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) sensor or a Hall sensor.
  • the rotation angle sensor 23a and the magnet 32 are arranged in the through hole 69 surrounded by the annular portion 63. As a result, mixing of foreign matter is suppressed.
  • a through hole 43H for accommodating the guide portion 64E of the bus bar module BBM is provided between the raised portion of the second surface 42 and the peripheral edge portion 43d of the heat sink 40.
  • the jaw portion 64D of the busbar module BBM is supported by the raised portion of the second surface 42 and the edge portion 43d.
  • a through hole HB that overlaps the through holes 2321 and 2322 of the substrate body 21 is opened in the guide portion 64E.
  • the opening center Hx of the through hole HB is parallel to the axial direction Ax.
  • the inner wall HBA of the through hole HB has a constant diameter DA.
  • An opening having a diameter DB larger than the diameter DA is provided at the end of the through hole HB on the load side, and the tapered inner wall HBT is gradually reduced from the diameter DB to the diameter DA as it goes inward from the end on the motor stator side. There is. That is, the tapered inner wall HBT gradually decreases from the diameter DB to the diameter DA as it goes inward from the load side to the anti-load side.
  • the board body 21 is fixed to the bus bar module BBM while the guide portion 64E is housed in the through hole 43H.
  • the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 shown in FIG. 13 are inserted into the through hole HB (see FIG. 16).
  • the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 are guided by the tapered inner wall HBT (see FIG. 16) and come to follow the opening center Hx.
  • the first coil wire 321 centered at the opening center Hx is inserted into the through hole 2321
  • the second coil wire 322 centered at the opening center Hx is inserted into the through hole 2322
  • the first coil wire 321 and the first coil wire 321 The two-coil wiring 322 and the internal circuit of the substrate body 21 are reliably electrically connected. As a result, the assemblability is improved.
  • first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 are electrically connected to the circuit on the substrate body 21 by soldering or press fitting, the conductors are often exposed at the tips. Although the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 penetrate the heat sink 40, since the insulating resin of the guide portion 64E exists between the first coil wiring 321, the second coil wiring 322, and the heat sink 40, Electrical insulation can be secured. As described above, the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 penetrate the heat sink 40 with the resin of the bus bar module BBM sandwiched therebetween, and are electrically connected to the substrate body 21.
  • FIG. 17 is a plan view for explaining the planar position of the positioning portion of the busbar module.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view for explaining one cross section of the positioning portion of the bus bar module.
  • FIG. 18B is a sectional view for explaining another section of the positioning portion of the bus bar module.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the permanent magnet of the third embodiment and the first sensor and the second sensor.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the sensor chip of the third embodiment. The same components as those in the first and second embodiments described above are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the substrate main body 21 is attached to the bus bar module BBM integrated with the connector CNT to suppress the axial size parallel to the motor shaft and the radial size of the shaft.
  • the position of the bus bar module with respect to the heat sink may vary.
  • the position accuracy of the bus bar module with respect to the heat sink is increased while suppressing the axial size parallel to the shaft of the motor and the radial size of the shaft.
  • the substrate body 21 is provided with a plurality of through holes 2321 and 2322 penetrating between the first surface 21b and the second surface 21a.
  • the circuit board 20 is fixed to the heat sink 40 with a fixing tool BT such as a bolt.
  • the fixture BT penetrates the through hole BTH of the circuit board 20 and is fastened to the female screw hole SH of the heat sink 40.
  • the bus bar module BBM is provided with a cylindrical first positioning portion PP1, second positioning portion PP2 and third positioning portion PP3.
  • the bus bar module BBM is provided with projecting portions 64W projecting from the both side surfaces of the connector CNT in directions away from each other, and the projecting portions 64W are provided with insertion holes CNTH1 and CNTH2 into which screws are inserted.
  • a step is provided between the first surface 41 and the second surface 42 of the heat sink body 44 on the anti-load side, and the first surface 41 accommodates the connector CNT.
  • the groove 43a, the groove 43b, and the groove 43c formed by the step between the first surface 41 and the second surface 42 include the annular portion 63, the second bridge portion 64B, the first power supply terminal Tdc, and the second power supply of the bus bar module BBM.
  • the terminal Tgnd is arranged.
  • the first positioning portion PP1 protrudes from the upper surface of the first bridge portion 64A into the substrate body 21, and extends in the Z direction parallel to the axial direction Ax, and the first positioning portion PP1U. It has fixing positioning pins PP1D that project from the lower surface of the bridge portion 64A to the heat sink body 44 and extend in the Z direction.
  • the board positioning pin PP1U projects in a direction opposite to the fixing positioning pin PP1D.
  • the board positioning pin PP1U and the fixing positioning pin PP1D are integrally molded with the first bridge portion 64A by resin molding.
  • the fixing positioning pin PP1D is press-fitted into a positioning hole HH1 (see FIG. 13) formed in the heat sink body 44.
  • the board positioning pin PP1U is press-fitted into a positioning hole BH1 (see FIG. 13) formed in the board body 21.
  • the board positioning pin PP1U penetrates the circuit board 20 from the bus bar module BBM.
  • the second positioning portion PP2 projects from the upper surface of the second bridge portion 64B to the substrate main body 21 and extends in the Z direction to the substrate positioning pin PP2U, and from the lower surface of the second bridge portion 64B to the heat sink main body 44.
  • a positioning pin PP2D for fixing which extends in the Z direction.
  • the board positioning pin PP2U projects in the direction opposite to the fixing positioning pin PP2D.
  • the board positioning pin PP2U and the fixing positioning pin PP2D are integrally molded with the second bridge portion 64B by resin molding.
  • the fixing positioning pin PP2D is press-fitted into a positioning hole HH2 (see FIG. 13) formed in the heat sink body 44.
  • the board positioning pin PP2U is pressed into a positioning hole BH2 (see FIG. 13) formed in the board body 21.
  • the board positioning pin PP2U penetrates the circuit board 20 from the bus bar module BBM.
  • the third positioning portion PP3 projects from the upper surface of the overhanging portion 64W to the substrate body 21, extends in the Z direction, and projects from the lower surface of the overhanging portion 64W to the heat sink body 44.
  • the fixing positioning pin PP3D extends in the direction.
  • the board positioning pin PP3U projects in a direction opposite to the fixing positioning pin PP3D.
  • the board positioning pin PP3U and the fixing positioning pin PP3D are integrally molded with the protruding portion 64W by resin molding.
  • the fixing positioning pin PP3D is press-fitted into a positioning hole HH3 (see FIG. 13) formed in the convex portion 44P of the heat sink body 44.
  • the convex portion 44P is also called a boss or the like.
  • the board positioning pin PP3U is press-fitted into a positioning hole BH3 (see FIG. 13) formed in the board body 21.
  • the board positioning pin PP3U penetrates the circuit board 20 from the bus bar module BBM.
  • the convex portion 44P comes into contact with the projecting portion 64W of the busbar module BBM, and the busbar module BBM is accurately positioned in the Z direction.
  • the fixing positioning pins PP1D, PP2D, PP3D fix the bus bar module BBM to the heat sink 40.
  • the board positioning pins PP1U, PP2U, PP3U fix the board body 21 to the bus bar module BBM.
  • the sensor chip of the rotation angle sensor 23a includes a first sensor 116 and a second sensor 124.
  • the rotation angle sensor 23a is a magnetic sensor in which the first sensor 116 and the second sensor 124 are integrated.
  • the first sensor 116 includes a first direction detection circuit 118 and a second direction detection circuit 122. The first sensor 116 outputs the detection voltage detected by the first direction detection circuit 118 and the second direction detection circuit 122 to the ECU 10.
  • the first direction detection circuit 118 includes MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 , connection terminals T 12 , T 23 , T 34 , and T 41, and an amplifier 120.
  • the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 are TMR (Tunnel Magneto Resistance) elements.
  • the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 may be, for example, any one of a GMR (Giant Magneto Resistance) element, an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element, and a Hall element.
  • the TMR element is composed of a magnetization fixed layer whose magnetization direction is fixed, a free layer whose magnetization direction changes according to an external magnetic field, a magnetization fixed layer, and a nonmagnetic layer arranged between the free layers. It The resistance value of the TMR element changes according to the angle formed by the magnetization direction of the free layer with respect to the magnetization direction of the magnetization fixed layer. For example, when the angle is 0°, the resistance value is minimum, and when the angle is 180°, the resistance value is maximum.
  • the arrows shown in the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 shown in FIG. 20 indicate the magnetization directions of the respective magnetization fixed layers.
  • the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 form a bridge circuit, as shown in FIG.
  • connection terminal T 12 and the connection terminal T 34 are connected to the amplifier 120.
  • the connection terminal T 41 is connected to the drive voltage Vcc.
  • the drive voltage Vcc is a voltage supplied from the ECU 10, although it is shown independently from the ECU 10 in FIG. 20 for convenience.
  • the ECU 10 applies a voltage between the connection terminal T 41 and the connection terminal T 23 via the harness.
  • the amplifier 120 is an amplifier circuit that amplifies the input electric signal.
  • the input side of the amplifier 120 is connected to the connection terminal T 12 and the connection terminal T 34 .
  • the output side of the amplifier 120 is connected to the ECU 10.
  • the amplifier 120 amplifies the detection signal input from the connection terminals T 12 and T 34 and outputs it to the ECU 10.
  • the second direction detection circuit 122 includes MR elements R y1 , R y2 , R y3 , and R y4 , connection terminals T 12 , T 23 , T 34 , and T 41, and an amplifier 120.
  • the second direction detection circuit 122 includes MR elements R y1 , R y2 , R y3 , and R y4 instead of the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 .
  • the same configurations as the configurations of the first direction detection circuit 118 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the MR elements R y1 , R y2 , R y3 , and R y4 have the same configurations as the MR elements R x1 , R x2 , R x3 , and R x4 except for the magnetization direction of the magnetization fixed layer.
  • the arrows described on the MR elements R y1 , R y2 , R y3 , and R y4 indicate the magnetization directions of the respective magnetization fixed layers.
  • the second sensor 124 has the same configuration as the first sensor 116, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the first direction detection circuit 118 and the second direction detection circuit 122 can output highly accurate detection signals when arranged at a predetermined distance with respect to the axial direction Ax of the shaft 31 shown in FIG.
  • the first sensor 116 can output a predetermined detection signal when it has a predetermined relationship with the magnet 32.
  • the first sensor 116 needs to be at a predetermined position with respect to the axial direction Ax of the shaft 31 and the magnet 32.
  • the second sensor 124 also needs to be at a predetermined position with respect to the axial direction Ax of the shaft 31 and the magnet 32.
  • the fixing positioning pins PP1D, PP2D, PP3D fix the bus bar module BBM to the heat sink 40.
  • the board positioning pins PP1U, PP2U, PP3U fix the board body 21 to the bus bar module BBM.
  • the board positioning pins PP1U, PP2U, PP3U are provided at three or more places and are not aligned in a straight line. For example, a virtual line connecting the board positioning pin PP1U and the board positioning pin PP2U and a virtual line connecting the board positioning pin PP1U and the board positioning pin PP3U intersect at a right angle. This makes it difficult for the circuit board 20 to rotate with respect to the bus bar module BBM.
  • the first sensor 116 is at a predetermined position with respect to the axial direction Ax of the shaft 31 and the magnet 32.
  • the second sensor 124 is also in a predetermined position with respect to the axial direction Ax of the shaft 31 and the magnet 32.
  • the output accuracy of the rotation angle sensor 23a increases.
  • the board positioning pins PP1U, PP2U, PP3U are press-fitted into the positioning holes BH1, BH2, BH3, respectively, and the board body 21 is fixed to the bus bar module BBM.
  • FIGS. 18A and 18B when the fixing positioning pins PP1D, PP2D, PP3D are inserted into the positioning holes HH1, HH2, HH3, respectively, the first coil wiring 321 shown in FIG. 2321 and the second coil wiring 322 is guided to the through hole 2322.
  • the first coil wiring 321 is inserted into the through hole 2321
  • the second coil wiring 322 is inserted into the through hole 2322
  • the first coil wiring 321 and the second coil wiring 322 and the internal circuit of the substrate body 21 are separated from each other. Securely electrically connected.
  • Each of the substrate positioning pins PP1U, PP2U, PP3U is at the same position as each of the fixing positioning pins PP1D, PP2D, PP3D as viewed in the axial direction Ax of the shaft 31.
  • the positions of the fixing positioning pins PP1D, PP2D, PP3D can be grasped by the board positioning pins PP1U, PP2U, PP3U, so that the heat sink 40 and the bus bar module BBM can be easily assembled.
  • the bus bar module BBM has a fixed positive bus bar wiring 65 and 66 that electrically connects the connector CNT and the first power supply terminal Tdc, a negative bus bar wiring 67 that electrically connects the connector CNT and the second power supply terminal Tgnd, and is fixed.
  • Positioning pins PP1D, PP2D, PP3D and substrate positioning pins PP1U, PP2U, PP3U are integrally molded with the connector CNT by resin molding.
  • the circuit board 20 is fixed to the heat sink 40 with the fixing tool BT such as a bolt.
  • the fixing positioning pin PP1D, the fixing positioning pin PP2D, and the fixing positioning pin PP3D are inserted into the positioning hole HH1, the positioning hole HH2, and the positioning hole HH3, respectively. Since the fixing positioning pin PP1D, the fixing positioning pin PP2D, and the fixing positioning pin PP3D are not aligned in a straight line, the positional accuracy of the bus bar module BBM with respect to the heat sink 40 is improved.
  • Electric drive device 10 ECU 18 harness 20 circuit board 21 board body 21a second surface 21b first surface 23 detection circuit 23a rotation angle sensor 23b motor rotation speed calculation unit 24 control circuit 25A first power circuit 25B second power circuit 30 motor 31 shaft 32 magnet 37th 1 coil 38 2nd coil 40 heat sink 41 1st surface 42 2nd surface 43H through hole 43, 43a, 43b, 43c groove 43d edge 44 heat sink body 44P convex part 45 through hole 46 through hole 50 lid 60 adapter 63 annular part 64 bridge part 64A 1st bridge part 64B 2nd bridge part 64C frame part 64D jaw part 64E guide part 64W projecting part 65 positive electrode bus bar wiring 66 positive electrode bus bar wiring 67 negative electrode bus bar wiring 68 capacitor terminal board 69 through hole 321 first coil wiring 322 2nd coil wiring 930 Housing 931 Stator core 932 Motor rotor Ax Axial direction BBM Busbar module BH1, BH2, BH3 Positioning hole BT Fixing tool BTH Through hole CNT connector CNTH, CNTH1, CNTH2,

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Abstract

モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさを抑制した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。電動駆動装置は、コネクタと、第1電源端子と、第2電源端子と、コネクタと第1電源端子とを電気的に接続する正極バスバー配線と、コネクタと第2電源端子とを電気的に接続する負極バスバー配線と、がコネクタと一体成形されたバスバーモジュールを備える。正極バスバー配線及び負極バスバー配線は、コネクタからシャフトの延長線上を迂回して、コネクタからシャフトの延長線までの距離よりもコネクタからの距離が大きい位置で、基板本体と電気的に接続される。

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、モータの回転を制御する電子制御装置を備え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。
 モータによって補助操舵トルクを発生させる電動パワーステアリング装置は、モータを制御する装置である電子制御装置を備えている。例えば特許文献1には、電子部品を基板に高密度に実装可能である駆動装置が記載されている。
特開2016-034204号公報 特開2007-288929号公報 特開2017-092100号公報
 特許文献1の電動駆動装置では、モータのシャフトに平行な軸方向に沿って、モータ、電子制御装置及びコネクタの順に並んでいる。コネクタへの挿抜方向は軸方向であるため、特許文献1の電動駆動装置では、軸方向に大きさが大きくなる。
 これに対して、特許文献2及び特許文献3の電動駆動装置では、コネクタへの挿抜方向は、モータのシャフトの径方向である。これにより、特許文献2及び特許文献3の電動駆動装置では、特許文献1の電動駆動装置よりも軸方向の大きさが小さくなる。
 特許文献2及び特許文献3の電動駆動装置では、コネクタの端子が基板に電気的に接続される。端子から供給された電力は、コイルグループへ電流を供給する電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)などを含むパワー回路へ基板内の電源配線を介して、供給される。モータを駆動する電力が大きくなればなるほど、基板内の電源配線は、大きくする必要があり、基板の面積が大きくなってしまう(特許文献3[0015]、図2参照)。そこで、モータのシャフトの径方向の大きさが小さい電動駆動装置が望まれている。
 本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさを抑制した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を目的とする。
 上記の目的を達成するため、一態様に係る電動駆動装置は、シャフトと、前記シャフトと連動するモータロータと、前記モータロータを回転させるステータコアと、3相毎に少なくとも2系統の第1コイルグループ及び第2コイルグループと、に分けられ、かつ前記ステータコアを3相交流で励磁する複数のコイルグループと、を備えるモータステータと、前記モータロータ、前記モータステータ及び前記複数のコイルグループを内側に収容する筒状のハウジングと、を含むモータと、前記モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側の端部に設けられた磁石と、前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置された回路基板と、を含む電子制御装置と、前記第1コイルグループと前記回路基板とを接続する第1コイル配線と、前記第2コイルグループと前記回路基板とを接続する第2コイル配線と、コネクタと、第1電源端子と、第2電源端子と、前記コネクタと前記第1電源端子とを電気的に接続する正極バスバー配線と、前記コネクタと前記第2電源端子とを電気的に接続する負極バスバー配線と、が前記コネクタと一体成形されたバスバーモジュールと、前記反負荷側に溝を有し、前記溝に前記バスバーモジュールが挿入され、かつ前記バスバーモジュールの反負荷側に配置された前記回路基板を支持する、ヒートシンクと、を備え、前記回路基板は、基板本体と、前記磁石の回転を検出する回転角度センサと、前記第1コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を含む第1パワー回路と、前記第2コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を含む第2パワー回路と、前記第1パワー回路及び前記第2パワー回路の少なくとも1つが供給する電流を制御する電子部品を含む制御回路と、を有し、前記回転角度センサは前記基板本体の第1面に取り付けられ、前記磁石と対向しており、前記正極バスバー配線及び前記負極バスバー配線は、前記コネクタから前記シャフトの延長線上を迂回して、前記コネクタから前記シャフトの延長線までの距離よりも前記コネクタからの距離が大きい位置で、前記基板本体と電気的に接続される。
 これにより、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさが抑制される。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールは、通信用端子を備え、前記通信用端子は、前記コネクタから前記シャフトの延長線までの距離よりも前記コネクタからの距離が小さい位置で、前記基板本体と電気的に接続される。これにより、コネクタには、第1パワー回路と第2パワー回路よりも制御回路が近い位置に配置することができる。
 望ましい態様として、前記第1パワー回路に含まれる電子部品の少なくとも一部と、前記第2パワー回路に含まれる電子部品の少なくとも一部は、前記基板本体の第1面に取り付けられ、前記ヒートシンクと放熱材を介して対向している。これにより、第1パワー回路と第2パワー回路の発熱を抑制することができる。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールには、貫通孔があり、軸方向にみて、前記貫通孔の内側に、前記回転角度センサ及び磁石が配置される。これにより、磁気センサの周囲に、異物が進入することを抑制できる。
 望ましい態様として、前記正極バスバー配線及び前記負極バスバー配線は、前記貫通孔の周りにおいて、前記軸方向の厚みが、前記軸方向と直交する方向の幅よりも大きい。これにより、軸方向における投影面積を抑制しつつ、バスバーモジュールの電気抵抗が抑制される。
 望ましい態様として、前記第1コイル配線又は前記第2コイル配線は、前記バスバーモジュールの樹脂を間に挟んだ状態で前記ヒートシンクを貫通し、前記基板本体と電気的に接続される。これにより、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさが抑制される。また、第1コイル配線又は第2コイル配線と、ヒートシンクとの電気的絶縁性が確保される。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールは、前記ヒートシンクの貫通孔に収容する案内部を備え、前記案内部の貫通孔は、負荷側から反負荷側へと内部に進むにつれて直径が小さくなるテーパ状の内壁を有する。これにより、第1コイル配線又は第2コイル配線が案内部の貫通孔に引き込まれることでセンタリングされ、第1コイル配線又は第2コイル配線が回路基板に導かれる。これにより、第1コイル配線又は第2コイル配線と、回路基板との電気的な接続安定性が向上する。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールは、第1橋部と、第2橋部と、環状部と、枠部とを備え、前記第1橋部と、前記第2橋部とは、前記環状部を挟み、前記第2橋部と、前記環状部と、前記枠部とにより、前記溝の底の第1面より隆起した第2面を有する隆起部を囲み、前記ヒートシンクの外周の縁部と、前記隆起部との間に前記ヒートシンクの貫通孔がある。これにより、バスバーモジュールのねじれが抑制される。
 望ましい態様として、前記環状部の内側には、前記回転角度センサ及び前記磁石が配置される。これにより、磁気センサの周囲に、異物が進入することを抑制できる。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールは、複数の固定用位置決めピンと、前記磁石が挿入される貫通孔がある環状部とを有し、前記ヒートシンクは、前記反負荷側に複数の位置決め穴を有し、前記位置決め穴に前記固定用位置決めピンが挿入される。これにより、ヒートシンクに対するバスバーモジュールの位置精度を高めることができる。
 望ましい態様として、前記ヒートシンクの反負荷側に設けられた段差に、前記バスバーモジュールが収容され、前記環状部の外周と、前記ヒートシンクの段差によって生じた溝の壁面との間には、隙間があり、前記固定用位置決めピンは、3箇所以上あり、複数の前記固定用位置決めピンは一直線に並ばない。
 これにより、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさが抑制される。環状部の外周とヒートシンクの段差によって生じた溝の壁面との間には隙間があるので、バスバーモジュールの熱膨張率とヒートシンクの熱膨張率が異なっても、隙間がバスバーモジュールの熱膨張の影響を緩和できる。また、環状部の外周とヒートシンクの段差によって生じた溝の壁面との間には隙間があるので、バスバーモジュールの成型公差がヒートシンクの形状加工公差より大きくても、隙間があるので、ヒートシンクに対するバスバーモジュールの取り付け位置が成型公差の影響を受けにくくなる。また、固定用位置決めピンにより、ヒートシンクに対するバスバーモジュールの取り付け精度が向上する。そして、固定用位置決めピンは、3箇所以上あり、複数の固定用位置決めピンは一直線に並ばない。これにより、環状部の外周とヒートシンクの段差によって生じた溝の壁面との間にある隙間の間隔が確保される。
 望ましい態様として、前記バスバーモジュールは、前記固定用位置決めピンとは反対方向に突出する基板用位置決めピンを備え、前記基板用位置決めピンが、前記バスバーモジュールから前記回路基板を突き抜けている。これにより、バスバーモジュールに対する回路基板の取り付け精度が向上する。
 望ましい態様として、前記基板用位置決めピンは、3箇所以上あり、複数の前記基板用位置決めピンは一直線に並ばない。これにより、バスバーモジュールに対する回路基板の回転が抑制される。
 望ましい態様として、前記シャフトの軸方向にみて、前記基板用位置決めピンと、前記固定用位置決めピンとが同じ位置にある。これにより、基板用位置決めピンで、固定用位置決めピンの位置が把握できるので、ヒートシンクと、バスバーモジュールとを組み立てしやすくなる。
 望ましい態様として、電動パワーステアリング装置は、上述した電動駆動装置を備え、前記電動駆動装置が補助操舵トルクを生じさせる。これにより、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさが抑制され、電動パワーステアリング装置の配置の自由度が向上する。
 本発明によれば、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさを抑制した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ができる。
図1は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。 図2は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。 図3は、実施形態に係るECUの配置例を示す側面図である。 図4は、実施形態に係るモータの断面を模式的に示す断面図である。 図5は、実施形態に係るモータの配線を示す模式図である。 図6は、実施形態に係るモータとECUとの関係を示す模式図である。 図7は、実施形態1に係る電動駆動装置の構成例を示す斜視図である。 図8は、実施形態1に係る電動駆動装置の構成例を示す分解斜視図である。 図9Aは、実施形態1に係るバスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。 図9Bは、図9Aの内部構成例を示す説明図である。 図10Aは、図9Aとは異なる方向からみた、バスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。 図10Bは、図10Aの内部構成例を示す説明図である。 図11は、実施形態1に係るバスバーモジュールと回路基板との接続を示す説明図である。 図12は、実施形態1に係る検出回路及び磁石を示す模式的な断面図である。 図13は、実施形態2に係る電動駆動装置の構成例を示す分解斜視図である。 図14Aは、実施形態2に係るバスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。 図14Bは、図14Aの内部構成例を示す説明図である。 図15は、バスバーモジュールの案内部を嵌め込むヒートシンクの貫通孔を説明するための断面図である。 図16は、バスバーモジュールの案内部の貫通孔を説明するための断面図である。 図17は、バスバーモジュールの位置決め部の平面的な位置を説明するための平面図である。 図18Aは、バスバーモジュールの位置決め部の一断面を説明するための断面図である。 図18Bは、バスバーモジュールの位置決め部の他の断面を説明するための断面図である。 図19は、実施形態3の永久磁石と第1センサ及び第2センサとの位置関係を示す説明図である。 図20は、実施形態3のセンサチップの回路構成を示す回路図である。
 本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
 図1は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。図2は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図1に示すように、車両101は、電動パワーステアリング装置100を搭載している。図2を参照して電動パワーステアリング装置100の概要を説明する。
 電動パワーステアリング装置100は、運転者(操作者)から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール91と、ステアリングシャフト92と、ユニバーサルジョイント96と、インターミディエイトシャフト97と、ユニバーサルジョイント98と、第1ラックアンドピニオン機構99と、タイロッド72と、を備える。また、電動パワーステアリング装置100は、ステアリングシャフト92の操舵トルクを検出するトルクセンサ94と、モータ30と、モータ30を制御する電子制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)という。)10と、減速装置75と、第2ラックアンドピニオン機構70と、を備える。車速センサ82、電源装置83(例えば車載のバッテリ)、及びイグニッションスイッチ84は、車体に備えられる。車速センサ82は、車両101の走行速度を検出する。車速センサ82は、検出した車速信号SVをCAN(Controller Area Network)通信によりECU10に出力する。ECU10には、イグニッションスイッチ84がオンの状態で電源装置83から電力が供給される。
 電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30のシャフト31の反負荷側に固定したECU10とを備える。また、電動駆動装置1は、ECU10とモータ30とを接続するアダプタを備えてもよい。
 図2に示すように、ステアリングシャフト92は、入力軸92Aと、出力軸92Bと、トーションバー92Cと、を備える。入力軸92Aは、一方の端部がステアリングホイール91に接続され、他方の端部がトーションバー92Cに接続される。出力軸92Bは、一方の端部がトーションバー92Cに接続され、他方の端部がユニバーサルジョイント96に接続される。なお、トルクセンサ94は、トーションバー92Cのねじれを検出することで、ステアリングシャフト92に加わる操舵トルクを検出する。トルクセンサ94は、検出した操舵トルクに応じた操舵トルク信号TをCAN通信によりECU10に出力する。ステアリングシャフト92は、ステアリングホイール91に付与された操舵力により回転する。
 インターミディエイトシャフト97は、アッパーシャフト97Aと、ロアシャフト97Bとを有し、出力軸92Bのトルクを伝達する。アッパーシャフト97Aは、ユニバーサルジョイント96を介して出力軸92Bに接続される。一方、ロアシャフト97Bは、ユニバーサルジョイント98を介して第1ラックアンドピニオン機構99の第1ピニオンシャフト99Aに接続される。アッパーシャフト97Aとロアシャフト97Bとは、例えば、スプライン結合されている。
 第1ラックアンドピニオン機構99は、第1ピニオンシャフト99Aと、第1ピニオンギヤ99Bと、ラックシャフト99Cと、第1ラック99Dと、を有する。第1ピニオンシャフト99Aは、一方の端部がユニバーサルジョイント98を介してロアシャフト97Bに接続され、他方の端部が第1ピニオンギヤ99Bに接続される。ラックシャフト99Cに形成された第1ラック99Dは、第1ピニオンギヤ99Bと噛み合う。ステアリングシャフト92の回転運動は、インターミディエイトシャフト97を介して第1ラックアンドピニオン機構99に伝達される。この回転運動は、第1ラックアンドピニオン機構99によりラックシャフト99Cの直線運動に変換される。タイロッド72は、ラックシャフト99Cの両端にそれぞれ接続される。
 モータ30は、運転者の操舵をアシストするための補助操舵トルクを発生させるモータである。モータ30は、ブラシレスモータでもよいし、ブラシ及びコンミテータを有するブラシモータでも良い。
 ECU10は、回転角度センサ23aを備える。回転角度センサ23aは、モータ30の回転位相を検出する。ECU10は、回転角度センサ23aからモータ30の回転位相信号を取得し、トルクセンサ94から操舵トルク信号Tを取得し、車速センサ82から車両101の車速信号SVを取得する。ECU10は、回転位相信号と操舵トルク信号Tと車速信号SVとに基づいて、アシスト指令の補助操舵指令値を算出する。ECU10は、算出された補助操舵指令値に基づいて、電流をモータ30に供給する。
 減速装置75は、モータ30のシャフト31と一体に回転するウォームシャフト75Aと、ウォームシャフト75Aと噛み合うウォームホイール75Bと、を備える。したがって、シャフト31の回転運動は、ウォームシャフト75Aを介してウォームホイール75Bに伝達される。なお、実施形態において、シャフト31の減速装置75側を負荷側端部といい、シャフト31の減速装置75とは反対側を反負荷側端部という。
 第2ラックアンドピニオン機構70は、第2ピニオンシャフト71Aと、第2ピニオンギヤ71Bと、第2ラック71Cと、を有する。第2ピニオンシャフト71Aは、一方の端部がウォームホイール75Bと同軸、かつ一体に回転するように固定される。第2ピニオンシャフト71Aは、他方の端部が第2ピニオンギヤ71Bに接続される。ラックシャフト99Cに形成された第2ラック71Cは、第2ピニオンギヤ71Bと噛み合う。モータ30の回転運動は、減速装置75を介して第2ラックアンドピニオン機構70に伝達される。この回転運動は、第2ラックアンドピニオン機構70によりラックシャフト99Cの直線運動に変換される。
 ステアリングホイール91に入力された運転者の操舵力は、ステアリングシャフト92、及びインターミディエイトシャフト97を介して、第1ラックアンドピニオン機構99に伝達される。第1ラックアンドピニオン機構99は、伝達された操舵力をラックシャフト99Cの軸方向に加わる力としてラックシャフト99Cに伝達する。この際、ECU10は、ステアリングシャフト92に入力された操舵トルク信号Tをトルクセンサ94から取得する。ECU10は、車速信号SVを車速センサ82から取得する。ECU10は、モータ30の回転位相信号を回転角度センサ23aから取得する。そして、ECU10は、制御信号を出力してモータ30の動作を制御する。モータ30が作り出した補助操舵トルクは、減速装置75を介して第2ラックアンドピニオン機構70に伝達される。第2ラックアンドピニオン機構70は、補助操舵トルクをラックシャフト99Cの軸方向に加わる力としてラックシャフト99Cに伝達する。このようにして、運転者のステアリングホイール91の操舵が電動パワーステアリング装置100によりアシストされる。
 図2に示すように、電動パワーステアリング装置100は、第2ラックアンドピニオン機構70にアシスト力が付与されるラックアシスト方式であるがこれに限定されない。電動パワーステアリング装置100は、例えば、ステアリングシャフト92にアシスト力が付与されるコラムアシスト方式、及び第1ピニオンギヤ99Bにアシスト力が付与されるピニオンアシスト方式でもよい。
 図3は、実施形態に係るECUの配置例を示す側面図である。図3に示すように、ECU10及びモータ30を備える電動駆動装置1は、減速装置75に配置されている。図3に示すコネクタCNTは、図2に示すラックシャフト99Cの延びる方向と平行に、ワイヤーハーネスが挿抜可能である。
 図4は、実施形態に係るモータの断面を模式的に示す断面図である。図5は、実施形態に係るモータの配線を示す模式図である。モータ30は、図4に示すように、ハウジング930と、ステータコア931を有するモータステータと、モータロータ932と、を備える。モータステータは、円筒状であるステータコア931と、複数の第1コイル37と、複数の第2コイル38を含む。ステータコア931は、環状のバックヨーク931aと、バックヨーク931aの内周面から突出する複数のティース931bと、を備える。ティース931bは、周方向に12個配置されている。モータロータ932は、ロータヨーク932aと、マグネット932bとを含む。マグネット932bは、ロータヨーク932aの外周面に設けられている。マグネット932bの数は、例えば8つである。モータロータ932の回転は、シャフト31の回転と連動する。
 図4に示すように、第1コイル37は、複数のティース931bのそれぞれに集中巻きされている。第1コイル37は、ティース931bの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。全ての第1コイル37は、第1コイル系統に含まれる。実施形態に係る第1コイル系統は、第1パワー回路25Aに含まれるインバータ回路251(図6参照)によって、電流が供給され、励磁される。第1コイル系統は、例えば第1コイル37を6つ含む。6つの第1コイル37は、2つの第1コイル37が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第1コイル37を1つのグループとした第1コイルグループGr1が、周方向に等間隔に3つ配置されている。すなわち、第1コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた3つの第1コイルグループGr1を備えている。なお、第1コイルグループGr1は、必ずしも3つでなくてもよく、nを自然数としたときに周方向に等間隔に3n個配置されていればよい。また、nは奇数である方が望ましい。
 図4に示すように、第2コイル38は、複数のティース931bのそれぞれに集中巻きされている。第2コイル38は、ティース931bの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。第2コイル38が集中巻きされるティース931bは、第1コイル37が集中巻きされるティース931bとは異なるティース931bである。全ての第2コイル38は、第2コイル系統に含まれる。第2コイル系統は、第2パワー回路25Bに含まれるインバータ回路251(図6参照)によって電流が供給され、励磁される。第2コイル系統は、例えば第2コイル38を6つ含む。6つの第2コイル38は、2つの第2コイル38が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第2コイル38を1つのグループとした第2コイルグループGr2が、周方向に等間隔に3つ配置されている。すなわち、第2コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた3つの第2コイルグループGr2を備えている。なお、第2コイルグループGr2は、必ずしも3つでなくてもよく、nを自然数としたときに周方向に等間隔に3n個配置されていればよい。また、nは奇数である方が望ましい。以上説明したように、本実施形態では、コイルグループは、複数あり、3相毎に少なくとも第1コイルグループGr1と、第2コイルグループGr2の2系統に分けられ、かつステータコア931を3相交流で励磁する。
 図5に示すように、6つの第1コイル37は、第1U相電流I1uにより励磁される2つの第1U相コイル37Ua及び第1U相コイル37Ubと、第1V相電流I1vにより励磁される2つの第1V相コイル37Va及び第1V相コイル37Vbと、第1W相電流I1wにより励磁される2つの第1W相コイル37Wa及び第1W相コイル37Wbと、を含む。第1U相コイル37Ubは、第1U相コイル37Uaに対して直列に接続されている。第1V相コイル37Vbは、第1V相コイル37Vaに対して直列に接続されている。第1W相コイル37Wbは、第1W相コイル37Waに対して直列に接続されている。第1コイル37のティース931bに対する巻き方向は、全て同じ方向である。また、第1U相コイル37Ub、第1V相コイル37Vb及び第1W相コイル37Wbは、スター結線(Y結線)で接合されている。
 図5に示すように、6つの第2コイル38は、第2U相電流I2uにより励磁される2つの第2U相コイル38Ua及び第2U相コイル38Ubと、第2V相電流I2vにより励磁される2つの第2V相コイル38Va及び第2V相コイル38Vbと、第2W相電流I2wにより励磁される2つの第2W相コイル38Wa及び第2W相コイル38Wbと、を含む。第2U相コイル38Ubは、第2U相コイル38Uaに対して直列に接続されている。第2V相コイル38Vbは、第2V相コイル38Vaに対して直列に接続されている。第2W相コイル38Wbは、第2W相コイル38Waに対して直列に接続されている。第2コイル38のティース931bに対する巻き方向は、全て同じ方向であり、第1コイル37の巻き方向と同じである。また、第2U相コイル38Ub、第2V相コイル38Vb及び第2W相コイル38Wbは、スター結線(Y結線)で接合されている。
 図4に示すように、3つの第1コイルグループGr1は、第1UVコイルグループGr1UVと、第1VWコイルグループGr1VWと、第1UWコイルグループGr1UWと、からなる。第1UVコイルグループGr1UVは、周方向で互いに隣接する第1U相コイル37Ub及び第1V相コイル37Vaを含む。第1VWコイルグループGr1VWは、周方向で互いに隣接する第1V相コイル37Vb及び第1W相コイル37Waを含む。第1UWコイルグループGr1UWは、周方向で互いに隣接する第1U相コイル37Ua及び第1W相コイル37Wbを含む。
 図4に示すように、3つの第2コイルグループGr2は、第2UVコイルグループGr2UVと、第2VWコイルグループGr2VWと、第2UWコイルグループGr2UWと、からなる。第2UVコイルグループGr2UVは、周方向で互いに隣接する第2U相コイル38Ub及び第2V相コイル38Vaを含む。第2VWコイルグループGr2VWは、周方向で互いに隣接する第2V相コイル38Vb及び第2W相コイル38Waを含む。第2UWコイルグループGr2UWは、周方向で互いに隣接する第2U相コイル38Ua及び第2W相コイル38Wbを含む。
 第1U相電流I1uにより励磁される第1コイル37は、第2U相電流I2uにより励磁される第2コイル38に、ステータコア931の径方向で対向している。以下の説明において、ステータコア931の径方向は、単に径方向と記載される。例えば、図4に示すように、径方向で第1U相コイル37Uaが第2U相コイル38Uaに対向し、第1U相コイル37Ubが第2U相コイル38Ubに対向している。
 第1V相電流I1vにより励磁される第1コイル37は、第2V相電流I2vにより励磁される第2コイル38に、径方向で対向している。例えば、図4に示すように、径方向で第1V相コイル37Vaが第2V相コイル38Vaに対向し、第1V相コイル37Vbが第2V相コイル38Vbに対向している。
 第1W相電流I1wにより励磁される第1コイル37は、第2W相電流I2wにより励磁される第2コイル38に、径方向で対向している。例えば、図4に示すように、径方向で第1W相コイル37Waが第2W相コイル38Waに対向し、第1W相コイル37Wbが第2W相コイル38Wbに対向している。
 図6は、実施形態に係るモータとECUとの関係を示す模式図である。図6に示すように、ECU10は、検出回路23と、制御回路24と、第1パワー回路25Aと、第2パワー回路25Bと、を備える。検出回路23は、回転角度センサ23aと、モータ回転数演算部23bと、を有する。制御回路24は、制御演算部241と、ゲート駆動回路242と、遮断駆動回路243と、を有する。第1パワー回路25Aは、インバータ回路251と、電流遮断回路255と、を有する。第2パワー回路25Bは、インバータ回路251と、電流遮断回路255と、を有する。また、インバータ回路251は、複数のスイッチング素子252と、電流値を検出するための電流検出回路254と、を有する。
 制御演算部241は、モータ電流指令値を演算する。モータ回転数演算部23bは、モータ電気角θmを演算し、制御演算部241に出力する。ゲート駆動回路242は、制御演算部241から出力されるモータ電流指令値が入力される。ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bを制御する。
 ECU10は、図6に示すように、回転角度センサ23aを備えている。回転角度センサ23aは、例えば、磁気センサである。回転角度センサ23aの検出値がモータ回転数演算部23bに供給される。モータ回転数演算部23bは、回転角度センサ23aの検出値に基づいてモータ電気角θmを演算し、制御演算部241に出力する。
 制御演算部241には、トルクセンサ94で検出された操舵トルク信号Tと、車速センサ82で検出された車速の信号である車速信号SVと、モータ回転数演算部23bから出力されるモータ電気角θmと、が入力される。制御演算部241は、操舵トルク信号T、車速信号SV及びモータ電気角θmに基づいてモータ電流指令値を算出し、ゲート駆動回路242に出力する。
 ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて第1パルス幅変調信号を演算し、第1パワー回路25Aのインバータ回路251に出力する。インバータ回路251は、第1パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、3相の電流値となるようにスイッチング素子252をスイッチングして第1U相電流I1u、第1V相電流I1v及び第1W相電流I1wを含む3相交流を生成する。第1U相電流I1uが第1U相コイル37Ua及び第1U相コイル37Ubを励磁し、第1V相電流I1vが第1V相コイル37Va及び第1V相コイル37Vbを励磁し、第1W相電流I1wが第1W相コイル37Wa及び第1W相コイル37Wbを励磁する。
 ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて第2パルス幅変調信号を演算し、第2パワー回路25Bのインバータ回路251に出力する。インバータ回路251は、第2パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、3相の電流値となるようにスイッチング素子252をスイッチングして第2U相電流I2u、第2V相電流I2v及び第2W相電流I2wを含む3相交流を生成する。第2U相電流I2uが第2U相コイル38Ua及び第2U相コイル38Ubを励磁し、第2V相電流I2vが第2V相コイル38Va及び第2V相コイル38Vbを励磁し、第2W相電流I2wが第2W相コイル38Wa及び第2W相コイル38Wbを励磁する。
 インバータ回路251は、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路である。上記のように、インバータ回路251は、複数のスイッチング素子252を有する。スイッチング素子252は、例えば、電界効果トランジスタである。インバータ回路251には、平滑用コンデンサ253が並列に接続される。平滑用コンデンサ253は、例えば、電解コンデンサである。回路基板20は、平滑用コンデンサ253として、並列に接続された複数の平滑用コンデンサを備える。
 また、上記のように、インバータ回路251は電流検出回路254を有する。電流検出回路254は、例えば、シャント抵抗を含む。電流検出回路254で検知した電流値は、制御演算部241に送出される。なお、電流検出回路254は、モータ30の各相の電流値を検出するように接続してもよい。
 電流遮断回路255は、インバータ回路251と、第1コイル37又は第2コイル38との間に配置されている。電流検出回路254で検知した電流値が異常と判断される場合は、制御演算部241は、遮断駆動回路243を介して電流遮断回路255を駆動し、インバータ回路251から第1コイル37へ流れる電流を遮断できる。また、制御演算部241は、遮断駆動回路243を介して電流遮断回路255を駆動し、インバータ回路251から第2コイル38へ流れる電流を遮断できる。このように、第1コイル37へ流れる電流と、第2コイル38へ流れる電流は、制御演算部241にそれぞれ独立して制御される。また、制御演算部241には、操舵トルク信号T、車速信号SV等の入出力信号が、コネクタCNTを介して伝送される。
(実施形態1)
 図7は、実施形態1に係る電動駆動装置の構成例を示す斜視図である。図8は、実施形態1に係る電動駆動装置の構成例を示す分解斜視図である。図7及び図8に示すように、電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30の反負荷側に配置されるECU10とを備える。モータ30は、ハウジング930を備える。本実施形態において、軸方向Axとは、モータ30のシャフト31の延びる方向と平行な方向をいう。周方向とは、シャフト31を中心とした同心円において、同心円に沿う方向である。径方向とは、軸方向Axに直交する平面において、シャフト31から離れる方向である。ハウジング930は筒状であり、その内側にモータロータ932と、第1コイルグループGr1及び第2コイルグループGr2(図4参照)を含むステータと、シャフト31とを収容する。
 シャフト31の反負荷側の端部には、磁石32が取り付けられている。磁石32は、軸方向Axにみて半分がS極、半分がN極に着磁されている。あるいは、磁石32は、周方向にみて交互に配置されたS極及びN極を外周面に有するようにしてもよい。
 図8に示すように、ECU10は、回路基板20と、回路基板20を支持するヒートシンク40と、コネクタCNTと一体成形されたバスバーモジュールBBMと、蓋体50を有する。ヒートシンク40には、回路基板20と、バスバーモジュールBBMとが取り付けられている。軸方向Axからみて、モータ30のシャフト31の径方向外側からワイヤーハーネスが挿抜可能な方向にコネクタCNTが配置されている。
 図8に示すように、回路基板20は、基板本体21と、基板本体21に実装された複数の電子部品と、を有する。基板本体21は、例えば、樹脂等で形成されたプリント基板である。1枚の基板本体21に実装された複数の電子部品には、例えば、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)、磁気センサ、電解コンデンサ、抵抗素子、ダイオード、サーミスタ等が含まれる。これら複数の電子部品により、図6に示した検出回路23、制御回路24、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bが構成されている。
 ヒートシンク40は、回路基板20を支持する。ヒートシンク40の一方の面(反負荷側)に、回路基板20が固定されている。ヒートシンク40は、放熱性の高いアルミニウム、銅などの金属で構成されており、回路基板20が発する熱を外部に効率よく放熱する。
 蓋体50は金属製又は樹脂製であり、電動駆動装置1の内部に、異物や水分が侵入することを抑制する。
 図9Aは、実施形態1に係るバスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。図9Bは、図9Aの内部構成例を示す説明図である。図10Aは、図9Aとは異なる方向からみた、バスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。図10Bは、図10Aの内部構成例を示す説明図である。図9A及び図10Aに示すように、バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTと、第1橋部64Aと、環状部63と、第2橋部64Bと、電源端子Tdc、Tgndと、CAN通信を行う通信用端子Tcanと、CAN通信以外の方法でデータを入出力する入出力端子Tioと、を有する。
 電源端子Tdcは、電源装置83(図2参照)の電源電圧Vdcを供給する金属製端子である。電源端子Tgndは、電源装置83の負電源電圧(例えば、グランドなどの基準電圧)を供給する金属製端子である。第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bには、電源端子Tdc、Tgndを介して、電源装置83から電力を伝送する電力配線PW(図2参照)がそれぞれ接続される。
 また、通信用端子Tcan及び入出力端子Tioは、それぞれ金属製端子である。制御回路24の制御演算部241(図6参照)には、通信用端子Tcan、入出力端子Tioを介して、操舵トルク信号T、車速信号SV等の入出力信号を伝送する信号伝送配線が接続される。
 図8に示す貫通孔Hdcには、図9Aに示す電源端子Tdcが挿入される。図8に示す貫通孔Hgndには、図9Aに示す電源端子Tgndが挿入される。図8に示す貫通孔Hcanには、図9Aに示す通信用端子Tcanが挿入される。図8に示す貫通孔Hioには、図9Aに示す入出力端子Tioが挿入される。
 また、コネクタCNTには、軸方向Axに延びる棒状の位置決めピンCNTPが備えられている。位置決めピンCNTPが回路基板20の位置決め孔及びヒートシンク40の位置決め穴に挿入される。コネクタCNTには、コネクタCNTをヒートシンク40に固定するためのボルトが通される、挿入孔CNTHが設けられている。
 図9B及び図10Bに示すように、バスバーモジュールBBMには、正極バスバー配線65、66と、負極バスバー配線67、コンデンサ端子板68が樹脂モールドされて、内部に埋め込まれている。正極バスバー配線65、66と、負極バスバー配線67、コンデンサ端子板68は、銅などの金属板を打ち抜き加工して形成されている。
 コンデンサ端子板68と負極バスバー配線67との間には、コンデンサ62が接続されている。同様に、コンデンサ端子板68と正極バスバー配線65との間には、コンデンサ62が接続されている。正極バスバー配線65と正極バスバー配線66との間には、チョークコイル61(図8参照)が接続されている。チョークコイル61、コンデンサ62は、上述した電源装置83からの電力配線PWの高周波成分を除去する。
 図9A及び図10Aに示すように、橋部64は、第1橋部64Aと、第2橋部64Bとを備える。第1橋部64Aと、第2橋部64Bとは、環状部63を挟む。軸方向Axにみて、環状部63よりも第1橋部64A及び第2橋部64Bの幅は、小さい。
 図8に示すように、ヒートシンク40は、ヒートシンク本体44の反負荷側の第1面41と第2面42とに段差を設け、第1面41にコネクタCNTを収容する。第1面41と第2面42との段差により形成された溝43a、溝43b及び溝43cには、バスバーモジュールBBMの環状部63、第2橋部64B及び電源端子Tdc、Tgndが配置される。
 言い換えると、ヒートシンク40は、反負荷側に溝43を有し、溝43にバスバーモジュールBBMが挿入され、かつバスバーモジュールBBMの反負荷側に配置された回路基板20を支持する。ここで、第1面41と第2面42との段差が、BBMの環状部63、第2橋部64Bの軸方向Axの厚み以上とすることで、バスバーモジュールBBMがヒートシンク40から突出しなくなる。
 図9B及び図10Bに示すように、正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67は、貫通孔69の周りにおいて、軸方向Axの厚みは、軸方向Axと直交する方向の幅よりも大きい。これにより、軸方向Axからみた基板に占める電源配線の面積が抑制され、軸方向Axの厚みにより、正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67の電気抵抗が抑制される。
 図11は、実施形態1に係るバスバーモジュールと回路基板との接続を示す説明図である。図12は、実施形態1に係る検出回路及び磁石を示す模式的な断面図である。図8及び図11を参照して説明すると、基板本体21は、第1面21bと、第1面21bの反対側に位置する第2面21aとを有する。検出回路23、制御回路24、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bは、第1面21b又は第2面21aに実装された1個以上の電子部品で構成されている。例えば、図11に示すように、回転角度センサ23aは、基板本体21の第2面21aに実装された1個の電子部品で構成されている。
 また、制御回路24は、基板本体21の第2面21aにそれぞれ実装された複数個の電子部品で構成されている。
 また、図11に示すように、第1パワー回路25Aは、基板本体21の第1面21bに実装された複数個の電子部品で構成されている。回路基板20は、基板本体21の第2面21aに実装された平滑用コンデンサ253を含む。
 また、第1パワー回路25Aと同様に、第2パワー回路25Bも、基板本体21の第1面21bに実装されたスイッチング素子で構成されている。回路基板20は、基板本体21の第2面21aに実装された平滑用コンデンサ253を含む。
 図11に示すように、基板本体21には、第1面21bと第2面21aとの間を貫く複数の貫通孔2321、2322が設けられている。
 また、電動駆動装置1は、第1コイルグループGr1と回路基板20とを接続する第1コイル配線321と、第2コイルグループGr2と回路基板20とを接続する第2コイル配線322と、を備える。第1コイル配線321及び第2コイル配線322は、ECU10に含まれてもよいし、モータ30に含まれてもよい。
 貫通孔2321には、ヒートシンク40の貫通孔46を貫通してきた、第1コイル配線321(図8参照)が挿入され、回路基板20と第1コイル配線321とが電気的に接続される。貫通孔2322には、ヒートシンク40の貫通孔46を貫通してきた、第2コイル配線322(図8参照)が挿入され、回路基板20と第2コイル配線322とが電気的に接続される。
 図9A及び図10Aに示すように、環状部63の内側は、樹脂がない貫通孔69がある。図8に示すように、モータ30のシャフト31の反負荷側は、ヒートシンク40の貫通孔45を通り、第1面41に露出する。貫通孔69は、貫通孔45よりも大きい。
 回転角度センサ23aは、シャフト31の反負荷側であって、軸方向Axの延長線上に配置されている。基板本体21は、軸方向Axと直交する平面を回転角度センサ23aの実装面としている。回転角度センサ23aは、磁石32の磁場の変化を感知できるように、基板本体21に実装されている。磁石32と、回転角度センサ23aとは、軸方向Axにおいて、対向していることが望ましい。
 回転角度センサ23aは、例えば、スピンバルブセンサである。スピンバルブセンサは、反強磁性層等で磁化の向きが固定された強磁性体のピン層と、強磁性体のフリー層とで非磁性層を挟んだ素子で、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。スピンバルブセンサには、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサがある。なお、回転角度センサ23aは、磁石32の回転を検出可能なセンサであればよい。回転角度センサ23aは、例えば、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)センサ、又はホールセンサでもよい。
 図11及び図12に示すように、環状部63に囲まれた貫通孔69には、回転角度センサ23aと磁石32とが配置される。これにより、異物の混入が抑制される。
 以上説明したように、実施形態1に係る電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30を駆動制御するために、シャフト31の反負荷側に設けられたECU10と、バスバーモジュールBBMとを備える。ECU10は、シャフト31の反負荷側の端部の磁石32と、シャフト31の反負荷側であって、シャフト31の軸方向(例えば、軸方向Ax)の延長線上に配置された回路基板20と、を含む。回路基板20は、磁石32の回転を検出する回転角度センサ23aを含む検出回路23と、制御回路24と、第1パワー回路25Aと、第2パワー回路25Bとを有する。回転角度センサ23aは、磁石32の回転を検出する磁気センサである。
 バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTと、第1電源端子Tdcと、第2電源端子Tgndと、コネクタCNTと第1電源端子Tdcとを電気的に接続する正極バスバー配線65、66と、コネクタCNTと第2電源端子Tgndとを電気的に接続する負極バスバー配線67と、がコネクタCNTと樹脂モールドで一体成形されている。これにより、部品点数が削減される。樹脂モールドは、軽量であり、コストダウンに寄与する。
 正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67は、コネクタCNTからシャフト31の延長線上を迂回する。そして、正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67は、コネクタCNTからシャフト31の延長線までの距離よりもコネクタCNTからの距離が大きい位置にある貫通孔Hdc、貫通孔Hgndで、第1電源端子Tdc、第2電源端子Tgndを介して、基板本体21と接続される。この構造によれば、コネクタCNTへの挿抜方向は、軸方向Axと直行する面内において、モータ30のシャフト31の径方向になる。このため、電動駆動装置1の軸方向Axの大きさを抑制できる。また、正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67は、基板本体21の電源配線とは別であることから、基板本体21内における第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bを回路基板20への電源配線の面積を小さくすることができる。その結果、基板本体21の面積が抑制され、回路基板20が小さくなる。そして、電動駆動装置1の径方向の大きさも抑制される。
 バスバーモジュールBBMは、通信用端子Tcanを備える。通信用端子Tcanは、コネクタCNTからシャフト31の延長線までの距離よりも、コネクタCNTからの距離が小さい位置で、基板本体21と電気的に接続される。通信用端子Tcanからの配線が短くなるように、制御回路24が配置可能になり、図11に示すように、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bよりも発熱の小さい制御回路24は、コネクタCNTの近傍に配置しやすくなる。
 第1パワー回路25Aに含まれる電子部品の少なくとも一部(例えば、複数のスイッチング素子252)と、第2パワー回路25Bに含まれる電子部品の少なくとも一部(例えば、複数のスイッチング素子252)は、基板本体21の第1面21bに取り付けられている。図8に示すように、ヒートシンク40の第2面42とスイッチング素子252とは、放熱材を介して又は直接対向できる。放熱材は、シリコーンポリマーに熱伝導性フィラーを混合した材料であり、TIM(Thermal Interface Material)と呼ばれる。これにより、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bで発生した熱を、より効果的に放熱することができる。
 また、電動パワーステアリング装置100は、上述の電動駆動装置1を備え、電動駆動装置1が補助操舵トルクを生じさせる。これにより、モータ30のシャフト31に平行な軸方向Ax及びシャフト31の径方向の大きさが抑制され、電動パワーステアリング装置100の配置の自由度が向上する。
(実施形態2)
 図13は、実施形態2に係る電動駆動装置の構成例を示す分解斜視図である。図14Aは、実施形態2に係るバスバーモジュールの構成例を示す斜視図である。図14Bは、図14Aの内部構成例を示す説明図である。図15は、バスバーモジュールの案内部を嵌め込むヒートシンクの貫通孔を説明するための断面図である。図16は、バスバーモジュールの案内部の貫通孔を説明するための断面図である。なお、上述した実施形態1と同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
 上述した特許文献1から特許文献3の電動駆動装置では、モータからのコイル配線がヒートシンクを貫通する。このため、ヒートシンクと、コイル配線との電気的絶縁性の確保が望まれている。
 図14A及び図14Bに示すように、バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTと、第1橋部64Aと、環状部63と、第2橋部64Bと、枠部64Cと、顎部64Dと、案内部64Eと、第1電源端子Tdcと、第2電源端子Tgndと、CAN通信を行う通信用端子Tcanと、CAN通信以外の方法でデータを入出力する入出力端子Tioと、を有する。
 第1電源端子Tdcは、電源装置83(図2参照)の電源電圧Vdcを供給する金属製端子である。第2電源端子Tgndは、電源装置83の負電源電圧(例えば、グランドなどの基準電圧)を供給する金属製端子である。第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bには、第1電源端子Tdc、第2電源端子Tgndを介して、電源装置83から電力を伝送する電力配線PW(図2参照)がそれぞれ接続される。
 また、通信用端子Tcan及び入出力端子Tioは、それぞれ金属製端子である。制御回路24の制御演算部241(図6参照)には、通信用端子Tcan、入出力端子Tioを介して、操舵トルク信号T、車速信号SV等の入出力信号を伝送する信号伝送配線が接続される。
 図13に示す貫通孔Hdcには、図14Aに示す第1電源端子Tdcが挿入される。図13に示す貫通孔Hgndには、図14Aに示す第2電源端子Tgndが挿入される。図13に示す貫通孔Hcanには、図14Aに示す通信用端子Tcanが挿入される。図13に示す貫通孔Hioには、図14Aに示す入出力端子Tioが挿入される。
 図14Bに示すように、バスバーモジュールBBMには、正極バスバー配線65、66と、負極バスバー配線67、コンデンサ端子板68が樹脂モールドされて、内部に埋め込まれている。正極バスバー配線65、66と、負極バスバー配線67、コンデンサ端子板68は、銅などの金属板を打ち抜き加工して形成されている。バスバーモジュールBBMの樹脂は、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT:Polybutylene terephthalate)である。
 コンデンサ端子板68と負極バスバー配線67との間には、コンデンサ62が接続されている。同様に、コンデンサ端子板68と正極バスバー配線65との間には、コンデンサ62が接続されている。正極バスバー配線65と正極バスバー配線66との間には、チョークコイル61(図13参照)が接続されている。チョークコイル61、コンデンサ62は、上述した電源装置83からの電力配線PWの高周波成分を除去する。
 図14Aに示すように、橋部64は、第1橋部64Aと、第2橋部64Bとを備える。第1橋部64Aと、第2橋部64Bとは、環状部63を挟む。軸方向Axにみて、環状部63よりも第1橋部64A及び第2橋部64Bの幅は、小さい。
 枠部64Cと、第2橋部64Bと、環状部63とは、溝43aの底の第1面41より隆起した第2面42を有する隆起部を囲む。枠部64Cは、バスバーモジュールBBMのねじれを抑制し、組立時の取り扱いを容易にする。枠部64Cの外側には、枠部64Cよりも径方向に厚みのある案内部64Eがある。案内部64Eの上面には、顎部64Dがあり、案内部64Eよりも少なくとも径方向外側に張り出している。
 また、バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTの両側面から互いに離れる方向に張り出した張り出し部64Wを備える。張り出し部64Wには、ねじを挿入する挿入孔CNTH1、挿入孔CNTH2が設けられる。第2橋部64Bには、ねじを挿入する挿入孔CNTH3が設けられる。
 図13に示すように、ヒートシンク40は、ヒートシンク本体44の反負荷側の第1面41と第2面42とに段差を設け、第1面41にコネクタCNTを収容する。第1面41と第2面42の隆起部との段差により形成された溝43a、溝43b及び溝43cには、バスバーモジュールBBMの環状部63、第2橋部64B及び第1電源端子Tdc、第2電源端子Tgndが配置される。
 言い換えると、ヒートシンク40は、反負荷側に溝43を有し、溝43にバスバーモジュールBBMが挿入され、かつバスバーモジュールBBMの反負荷側に配置された回路基板20を支持する。ここで、第1面41と第2面42との段差が、バスバーモジュールBBMの環状部63、第2橋部64BのAx方向の厚み以上とすることで、バスバーモジュールBBMがヒートシンク40から突出しなくなる。
 正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67は、貫通孔69の周りにおいて、軸方向Axの厚みは、軸方向Axと直交する方向の幅よりも大きい。これにより、軸方向Axからみた基板に占める電源配線の面積が抑制され、軸方向Axの厚みにより、正極バスバー配線66及び負極バスバー配線67の電気抵抗が抑制される。
 図13を参照して説明すると、基板本体21は、第1面21bと、第1面21bの反対側に位置する第2面21aとを有する。図6に示す検出回路23、制御回路24、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bは、第1面21b又は第2面21aに実装された1個以上の電子部品で構成されている。例えば、図13に示すように、回転角度センサ23aは、基板本体21の第2面21aに実装された1個の電子部品で構成されている。
 また、図6に示す制御回路24は、基板本体21の第1面21bにそれぞれ実装された複数個の電子部品で構成されている。
 また、回路基板20は、基板本体21の第2面21aに実装された平滑用コンデンサ253を含む。
 図13に示すように、基板本体21には、第1面21bと第2面21aとの間を貫く複数の貫通孔2321、2322が設けられている。
 また、図13に示すように、電動駆動装置1は、第1コイルグループGr1と回路基板20とを接続する第1コイル配線321と、第2コイルグループGr2と回路基板20とを接続する第2コイル配線322と、を備える。第1コイル配線321及び第2コイル配線322は、ECU10に含まれてもよいし、モータ30に含まれてもよい。
 貫通孔2321には、ヒートシンク40の貫通孔46を貫通してきた、第1コイル配線321が挿入され、回路基板20と第1コイル配線321とが電気的に接続される。貫通孔2322には、ヒートシンク40の貫通孔46を貫通してきた、第2コイル配線322が挿入され、回路基板20と第2コイル配線322とが電気的に接続される。
 図14A及び図14Bに示すように、環状部63の内側は、樹脂がない貫通孔69がある。図13に示すように、モータ30のシャフト31の反負荷側は、ヒートシンク40の貫通孔45を通り、第1面41に露出する。貫通孔69は、貫通孔45よりも大きい。
 回転角度センサ23aは、シャフト31の反負荷側であって、軸方向Axの延長線上に配置されている。基板本体21は、軸方向Axと直交する平面を回転角度センサ23aの実装面としている。回転角度センサ23aは、磁石32の磁場の変化を感知できるように、基板本体21に実装されている。磁石32と、回転角度センサ23aとは、軸方向Axにおいて、対向していることが望ましい。
 回転角度センサ23aは、例えば、スピンバルブセンサである。スピンバルブセンサは、反強磁性層等で磁化の向きが固定された強磁性体のピン層と、強磁性体のフリー層とで非磁性層を挟んだ素子で、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。スピンバルブセンサには、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサがある。なお、回転角度センサ23aは、磁石32の回転を検出可能なセンサであればよい。回転角度センサ23aは、例えば、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)センサ、又はホールセンサでもよい。
 上述した図12を参照すると、環状部63に囲まれた貫通孔69には、回転角度センサ23aと磁石32とが配置される。これにより、異物の混入が抑制される。
 図13に示すように、第2面42の隆起部と、ヒートシンク40の外周の縁部43dとの間に、バスバーモジュールBBMの案内部64Eを収容する貫通孔43Hが設けられている。図15に示すように、貫通孔43HにバスバーモジュールBBMの案内部64Eが挿入されると、バスバーモジュールBBMの顎部64Dが、第2面42の隆起部及び縁部43dに支えられる。
 図16に示すように、基板本体21の貫通孔2321、2322に重なる貫通孔HBが案内部64Eに開けられている。
 貫通孔HBの開口中心Hxは、軸方向Axと平行である。貫通孔HBの内壁HBAは、一定の直径DAを有している。貫通孔HBの負荷側の端部には、直径DAよりも大きな直径DBの開口があり、モータステータ側の端部から内部へ進むにつれて直径DBから直径DAへ徐々に小さくなるテーパ状の内壁HBTがある。つまり、テーパ状の内壁HBTは、負荷側から反負荷側へと内部へ進むにつれて直径DBから直径DAへ徐々に小さくなる。
 予め、案内部64Eを貫通孔43Hに収容された状態で、バスバーモジュールBBMに基板本体21が固定された状態にしておく。次に、図13に示す第1コイル配線321、第2コイル配線322を貫通孔HB(図16参照)へ挿入する。第1コイル配線321、第2コイル配線322は、テーパ状の内壁HBT(図16参照)で案内され、開口中心Hxに沿うようになる。その結果、開口中心Hxにセンタリングされた第1コイル配線321が貫通孔2321に挿入され、開口中心Hxにセンタリングされた第2コイル配線322が貫通孔2322に挿入され、第1コイル配線321及び第2コイル配線322と、基板本体21の内部回路とが確実に電気的に接続される。これにより、組立性が向上する。
 第1コイル配線321、第2コイル配線322は、基板本体21にある回路と半田接合やプレスフィットなどで電気的に接続するため、先端は導体が露出していることが多い。第1コイル配線321、第2コイル配線322は、ヒートシンク40を突き抜けるが、第1コイル配線321、第2コイル配線322と、ヒートシンク40との間に、案内部64Eの絶縁性樹脂があるので、電気的絶縁性を確保できる。このように、第1コイル配線321、第2コイル配線322は、バスバーモジュールBBMの樹脂を間に挟んだ状態でヒートシンク40を貫通し、基板本体21と電気的に接続される。
(実施形態3)
 図17は、バスバーモジュールの位置決め部の平面的な位置を説明するための平面図である。図18Aは、バスバーモジュールの位置決め部の一断面を説明するための断面図である。図18Bは、バスバーモジュールの位置決め部の他の断面を説明するための断面図である。図19は、実施形態3の永久磁石と第1センサ及び第2センサとの位置関係を示す説明図である。図20は、実施形態3のセンサチップの回路構成を示す回路図である。なお、上述した実施形態1及び実施形態2と同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
 実施形態1では、コネクタCNTと一体のバスバーモジュールBBMに、基板本体21を取り付けることで、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさを抑制する。しかしながら、基板とヒートシンクとがボルトなどで固定され、基板とヒートシンクとの間にバスバーモジュールを挟むだけで、バスバーモジュールが固定されると、ヒートシンクに対するバスバーモジュールの位置がばらついてしまう可能性がある。実施形態3の電動駆動装置では、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさを抑制しつつ、ヒートシンクに対するバスバーモジュールの位置精度を高める。
 図13に示すように、基板本体21には、第1面21bと第2面21aとの間を貫く複数の貫通孔2321、2322が設けられている。
 回路基板20は、ヒートシンク40にボルト等の固定具BTで固定されている。固定具BTは、回路基板20の貫通孔BTHを貫通し、ヒートシンク40の雌ねじ穴SHに締結される。
 また、バスバーモジュールBBMには、円筒状の第1位置決め部PP1、第2位置決め部PP2及び第3位置決め部PP3が備えられている。バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTの両側面から互いに離れる方向に張り出した張り出し部64Wを備え、張り出し部64Wには、ねじを挿入する挿入孔CNTH1、挿入孔CNTH2が設けられる。
 図13に示すように、ヒートシンク40は、ヒートシンク本体44の反負荷側の第1面41と第2面42とに段差を設け、第1面41にコネクタCNTを収容する。第1面41と第2面42との段差により形成された溝43a、溝43b及び溝43cには、バスバーモジュールBBMの環状部63、第2橋部64B及び第1電源端子Tdc、第2電源端子Tgndが配置される。
 図17に示すように、第1位置決め部PP1と第2位置決め部PP2との間には、距離LYがある。第1位置決め部PP1と第3位置決め部PP3との間には、距離LXがある。
 図18A及び図18Bに示すように、第1位置決め部PP1は、第1橋部64Aの上面から基板本体21へ突出し、軸方向Axと平行なZ方向に延びる基板用位置決めピンPP1Uと、第1橋部64Aの下面からヒートシンク本体44へ突出し、Z方向に延びる固定用位置決めピンPP1Dとを有している。基板用位置決めピンPP1Uは、固定用位置決めピンPP1Dとは反対方向に突出する。基板用位置決めピンPP1Uと、固定用位置決めピンPP1Dとは、第1橋部64Aに樹脂モールドで一体成形される。固定用位置決めピンPP1Dは、ヒートシンク本体44に開けられた位置決め穴HH1(図13参照)に圧入される。基板用位置決めピンPP1Uは、基板本体21に開けられた位置決め孔BH1(図13参照)に圧入される。基板用位置決めピンPP1Uが、バスバーモジュールBBMから回路基板20を突き抜けている。
 図18Aに示すように、第2位置決め部PP2は、第2橋部64Bの上面から基板本体21へ突出し、Z方向に延びる基板用位置決めピンPP2Uと、第2橋部64Bの下面からヒートシンク本体44へ突出し、Z方向に延びる固定用位置決めピンPP2Dとを有している。基板用位置決めピンPP2Uは、固定用位置決めピンPP2Dとは反対方向に突出する。基板用位置決めピンPP2Uと、固定用位置決めピンPP2Dとは、第2橋部64Bに樹脂モールドで一体成形される。固定用位置決めピンPP2Dは、ヒートシンク本体44に開けられた位置決め穴HH2(図13参照)に圧入される。基板用位置決めピンPP2Uは、基板本体21に開けられた位置決め孔BH2(図13参照)に圧入される。そして、基板用位置決めピンPP2Uが、バスバーモジュールBBMから回路基板20を突き抜けている。
 図18Bに示すように、第3位置決め部PP3は、張り出し部64Wの上面から基板本体21へ突出し、Z方向に延びる基板用位置決めピンPP3Uと、張り出し部64Wの下面からヒートシンク本体44へ突出し、Z方向に延びる固定用位置決めピンPP3Dとを有している。基板用位置決めピンPP3Uは、固定用位置決めピンPP3Dとは反対方向に突出する。基板用位置決めピンPP3Uと、固定用位置決めピンPP3Dとは、張り出し部64Wに樹脂モールドで一体成形される。固定用位置決めピンPP3Dは、ヒートシンク本体44の凸部44Pに開けられた位置決め穴HH3(図13参照)に圧入される。凸部44Pは、ボス等とも呼ばれる。基板用位置決めピンPP3Uは、基板本体21に開けられた位置決め孔BH3(図13参照)に圧入される。基板用位置決めピンPP3Uが、バスバーモジュールBBMから回路基板20を突き抜けている。
 凸部44Pは、バスバーモジュールBBMの張り出し部64Wに当接し、バスバーモジュールBBMのZ方向の位置決めが精度よくなされる。
 固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dは、ヒートシンク40に対して、バスバーモジュールBBMを固定する。基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uは、バスバーモジュールBBMに対して、基板本体21を固定する。
 図19に示すように、回転角度センサ23aのセンサチップは、第1センサ116と、第2センサ124とを備える。回転角度センサ23aは、第1センサ116及び第2センサ124が集積された磁気センサである。図20に示すように、第1センサ116は、第1方向検出回路118と、第2方向検出回路122と、を備える。第1センサ116は、第1方向検出回路118及び第2方向検出回路122が検出した検出電圧をECU10へ出力する。
 第1方向検出回路118は、MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4と、接続端子T12、T23、T34、T41と、アンプ120と、を備える。MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4は、TMR(Tunnel Magneto Resistance)素子である。MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4は、例えば、GMR(Giant Magneto Resistance)素子、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子、ホール素子のいずれかであってもよい。
 TMR素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、磁化固定層と、自由層の間に配置された非磁性層とから構成される。TMR素子は、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化する。例えば、該角度が0°のときに抵抗値は最小となり、該角度が180°のときに抵抗値は最大となる。図20に示す各MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4に記載された矢印は、それぞれの磁化固定層の磁化方向を示す。MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4は、図20に示すように、ブリッジ回路を形成する。
 接続端子T12及び接続端子T34は、アンプ120に接続される。接続端子T41は、駆動電圧Vccに接続される。ここで、駆動電圧Vccは、図20において便宜上ECU10から独立して記載されているが、ECU10から供給される電圧である。接続端子T23は、図20に示すように、アースGNDに接続される。ECU10は、ハーネスを介して、接続端子T41と接続端子T23との間に電圧を印加する。
 アンプ120は、入力された電気信号を増幅する増幅回路である。アンプ120は、入力側が接続端子T12及び接続端子T34に接続される。アンプ120は、出力側がECU10に接続されている。アンプ120は、接続端子T12、T34から入力された検出信号を増幅して、ECU10へ出力する。
 第2方向検出回路122は、MR素子Ry1、Ry2、Ry3、Ry4と、接続端子T12、T23、T34、T41と、アンプ120と、を備える。第2方向検出回路122は、MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4に代えて、MR素子Ry1、Ry2、Ry3、Ry4を備えている。第2方向検出回路122の構成のうち、第1方向検出回路118の構成と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
 MR素子Ry1、Ry2、Ry3、Ry4は、磁化固定層の磁化方向以外は、MR素子Rx1、Rx2、Rx3、Rx4と同様の構成を有する。各MR素子Ry1、Ry2、Ry3、Ry4に記載された矢印は、それぞれの磁化固定層の磁化方向を示す。
 なお、第2センサ124は、第1センサ116と同様の構成を有するので、同様の構成に同様の符号を付し、その説明を省略する。
 第1方向検出回路118及び第2方向検出回路122は、図19に示すシャフト31の軸方向Axに対し、所定の距離で配置されている場合、精度の高い検出信号を出力できる。第1センサ116は、磁石32に対し、所定の関係にあるときに、所定の検出信号を出力できる。このように、第1センサ116は、シャフト31の軸方向Ax及び磁石32に対して所定の位置である必要がある。同様に、第2センサ124もシャフト31の軸方向Ax及び磁石32に対して所定の位置である必要がある。
 上述したように、固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dは、ヒートシンク40に対して、バスバーモジュールBBMを固定する。基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uは、バスバーモジュールBBMに対して、基板本体21を固定する。基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uは、3箇所以上あり、一直線に並ばない。例えば、基板用位置決めピンPP1Uと基板用位置決めピンPP2Uとを結んだ仮想線と、基板用位置決めピンPP1Uと基板用位置決めピンPP3Uとを結んだ仮想線とが直角に交差する。これにより、回路基板20がバスバーモジュールBBMに対して回転しにくい。これにより、第1センサ116は、シャフト31の軸方向Ax及び磁石32に対して所定の位置になる。同様に、第2センサ124もシャフト31の軸方向Ax及び磁石32に対して所定の位置になる。その結果、回転角度センサ23aの出力精度が高くなる。
 予め、基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uをそれぞれ位置決め孔BH1、BH2、BH3に圧入し、バスバーモジュールBBMに基板本体21が固定された状態にしておく。次に、図18A及び図18Bに示すように、固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dが、それぞれ位置決め穴HH1、HH2、HH3に挿入されると、図13に示す第1コイル配線321が貫通孔2321に導かれ、第2コイル配線322が貫通孔2322に導かれる。その結果、第1コイル配線321が貫通孔2321に挿入され、第2コイル配線322が貫通孔2322に挿入され、第1コイル配線321及び第2コイル配線322と、基板本体21の内部回路とが確実に電気的に接続される。
 シャフト31の軸方向Axにみて、基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uのそれぞれが、固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dのそれぞれと同じ位置にある。これにより、基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3Uで、固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dの位置が把握できるので、ヒートシンク40と、バスバーモジュールBBMとを組み立てしやすくなる。
 バスバーモジュールBBMは、コネクタCNTと第1電源端子Tdcとを電気的に接続する正極バスバー配線65、66と、コネクタCNTと第2電源端子Tgndとを電気的に接続する負極バスバー配線67と、固定用位置決めピンPP1D、PP2D、PP3Dと、基板用位置決めピンPP1U、PP2U、PP3UとがコネクタCNTと樹脂モールドで一体成形されている。
 第1面41と第2面42との段差により形成された溝43aと、バスバーモジュールBBMの環状部63の外周とが接することで、ヒートシンク40に対するバスバーモジュールBBMの取り付け位置を確定してしまうと、バスバーモジュールBBMの寸法ばらつきとヒートシンク40の寸法ばらつきとが異なることから、ヒートシンク40に対するバスバーモジュールBBMの位置が不正確となりやすい。実施形態3では、図13に示す、溝43aと、バスバーモジュールBBMの環状部63の外周との間には、隙間がある。これにより、バスバーモジュールBBM及びヒートシンク40の寸法ばらつきの影響が緩和される。そうすると、ヒートシンク40に対するバスバーモジュールBBMの位置決めが必要になる。上述したように、回路基板20は、ボルト等の固定具BTで、ヒートシンク40に固定されている。回路基板20とヒートシンク40との間にバスバーモジュールBBMを挟むだけで、バスバーモジュールBBMが固定されると、ヒートシンク40に対するバスバーモジュールBBMの位置がばらついてしまう。そこで、実施形態では、固定用位置決めピンPP1D、固定用位置決めピンPP2D及び固定用位置決めピンPP3Dが、位置決め穴HH1、位置決め穴HH2及び位置決め穴HH3にそれぞれ挿入される。そして、固定用位置決めピンPP1D、固定用位置決めピンPP2D及び固定用位置決めピンPP3Dは、一直線に並ばないので、ヒートシンク40に対するバスバーモジュールBBMの位置精度が高まる。
1     電動駆動装置
10    ECU
18    ハーネス
20    回路基板
21    基板本体
21a   第2面
21b   第1面
23    検出回路
23a   回転角度センサ
23b   モータ回転数演算部
24    制御回路
25A   第1パワー回路
25B   第2パワー回路
30    モータ
31    シャフト
32    磁石
37    第1コイル
38    第2コイル
40    ヒートシンク
41    第1面
42    第2面
43H   貫通孔
43、43a、43b、43c   溝
43d   縁部
44    ヒートシンク本体
44P   凸部
45    貫通孔
46    貫通孔
50    蓋体
60    アダプタ
63    環状部
64    橋部
64A   第1橋部
64B   第2橋部
64C   枠部
64D   顎部
64E   案内部
64W   張り出し部
65    正極バスバー配線
66    正極バスバー配線
67    負極バスバー配線
68    コンデンサ端子板
69    貫通孔
321   第1コイル配線
322   第2コイル配線
930   ハウジング
931   ステータコア
932   モータロータ
Ax    軸方向
BBM   バスバーモジュール
BH1、BH2、BH3   位置決め孔
BT    固定具
BTH   貫通孔
CNT   コネクタ
CNTH、CNTH1、CNTH2、CNTH3 挿入孔
CNTP  位置決めピン
Gr1   第1コイルグループ
Gr2   第2コイルグループ
HB    貫通孔
HBT   内壁
HH1、HH2、HH3   位置決め穴
Hcan  貫通孔
Hdc   貫通孔
Hgnd  貫通孔
Hio   貫通孔
PP1   第1位置決め部
PP1D  固定用位置決めピン
PP1U  基板用位置決めピン
PP2   第2位置決め部
PP2D  固定用位置決めピン
PP2U  基板用位置決めピン
PP3   第3位置決め部
PP3D  固定用位置決めピン
PP3U  基板用位置決めピン
SH    雌ねじ穴

Claims (15)

  1.  シャフトと、
     前記シャフトと連動するモータロータと、
     前記モータロータを回転させるステータコアと、3相毎に少なくとも2系統の第1コイルグループ及び第2コイルグループと、に分けられ、かつ前記ステータコアを3相交流で励磁する複数のコイルグループと、を備えるモータステータと、
     前記モータロータ、前記モータステータ及び前記複数のコイルグループを内側に収容する筒状のハウジングと、を含むモータと、
     前記モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側の端部に設けられた磁石と、
     前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置された回路基板と、を含む電子制御装置と、
     前記第1コイルグループと前記回路基板とを接続する第1コイル配線と、
     前記第2コイルグループと前記回路基板とを接続する第2コイル配線と、
     コネクタと、第1電源端子と、第2電源端子と、前記コネクタと前記第1電源端子とを電気的に接続する正極バスバー配線と、前記コネクタと前記第2電源端子とを電気的に接続する負極バスバー配線と、が前記コネクタと一体成形されたバスバーモジュールと、
     前記反負荷側に溝を有し、前記溝に前記バスバーモジュールが挿入され、かつ前記バスバーモジュールの反負荷側に配置された前記回路基板を支持する、ヒートシンクと、を備え、
     前記回路基板は、
     基板本体と、
     前記磁石の回転を検出する回転角度センサと、
     前記第1コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を含む第1パワー回路と、
     前記第2コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を含む第2パワー回路と、
     前記第1パワー回路及び前記第2パワー回路の少なくとも1つが供給する電流を制御する電子部品を含む制御回路と、を有し、
     前記回転角度センサは前記基板本体の第1面に取り付けられ、前記磁石と対向しており、
     前記正極バスバー配線及び前記負極バスバー配線は、前記コネクタから前記シャフトの延長線上を迂回して、前記コネクタから前記シャフトの延長線までの距離よりも前記コネクタからの距離が大きい位置で、前記基板本体と電気的に接続される電動駆動装置。
  2.  前記バスバーモジュールは、通信用端子を備え、
     前記通信用端子は、前記コネクタから前記シャフトの延長線までの距離よりも前記コネクタからの距離が小さい位置で、前記基板本体と電気的に接続される請求項1に記載の電動駆動装置。
  3.  前記第1パワー回路に含まれる電子部品の少なくとも一部と、前記第2パワー回路に含まれる電子部品の少なくとも一部は、前記基板本体の第1面に取り付けられ、前記ヒートシンクと放熱材を介して対向している、請求項1又は2に記載の電動駆動装置。
  4.  前記バスバーモジュールには、貫通孔があり、軸方向にみて、前記貫通孔の内側に、前記回転角度センサ及び前記磁石が配置される、請求項1から3のいずれか1項に記載の電動駆動装置。
  5.  前記正極バスバー配線及び前記負極バスバー配線は、前記貫通孔の周りにおいて、前記軸方向の厚みが、前記軸方向と直交する方向の幅よりも大きい、請求項4に記載の電動駆動装置。
  6.  前記第1コイル配線又は前記第2コイル配線は、前記バスバーモジュールの樹脂を間に挟んだ状態で前記ヒートシンクを貫通し、前記基板本体と電気的に接続される、請求項1から5のいずれか1項に記載の電動駆動装置。
  7.  前記バスバーモジュールは、前記ヒートシンクの貫通孔に収容する案内部を備え、
     前記案内部の貫通孔は、負荷側から反負荷側へと内部に進むにつれて直径が小さくなるテーパ状の内壁を有する、請求項6に記載の電動駆動装置。
  8.  前記バスバーモジュールは、第1橋部と、第2橋部と、環状部と、枠部とを備え、
     前記第1橋部と、前記第2橋部とは、前記環状部を挟み、
     前記第2橋部と、前記環状部と、前記枠部とにより、前記溝の底の第1面より隆起した第2面を有する隆起部を囲み、
     前記ヒートシンクの外周の縁部と、前記隆起部との間に前記ヒートシンクの貫通孔がある、請求項7に記載の電動駆動装置。
  9.  前記環状部の内側には、前記回転角度センサ及び前記磁石が配置される請求項8に記載の電動駆動装置。
  10.  前記バスバーモジュールは、複数の固定用位置決めピンと、前記磁石が挿入される貫通孔がある環状部とを有し、
     前記ヒートシンクは、前記反負荷側に複数の位置決め穴を有し、前記位置決め穴に前記固定用位置決めピンが挿入される、請求項1から9のいずれか1項に記載の電動駆動装置。
  11.  前記ヒートシンクの反負荷側に設けられた段差に、前記バスバーモジュールが収容され、前記環状部の外周と、前記ヒートシンクの段差によって生じた溝の壁面との間には、隙間があり、前記固定用位置決めピンは、3箇所以上あり、複数の前記固定用位置決めピンは一直線に並ばない、請求項10に記載の電動駆動装置。
  12.  前記バスバーモジュールは、前記固定用位置決めピンとは反対方向に突出する基板用位置決めピンを備え、前記基板用位置決めピンが、前記バスバーモジュールから前記回路基板を突き抜けている、請求項10又は11に記載の電動駆動装置。
  13.  前記基板用位置決めピンは、3箇所以上あり、複数の前記基板用位置決めピンは一直線に並ばない、請求項12に記載の電動駆動装置。
  14.  前記シャフトの軸方向にみて、前記基板用位置決めピンと、前記固定用位置決めピンとが同じ位置にある、請求項12又は13に記載の電動駆動装置。
  15.  請求項1から14のいずれか1項に記載の電動駆動装置を備え、
     前記電動駆動装置が補助操舵トルクを生じさせる電動パワーステアリング装置。
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