(57)【要約】  例えば車両用の電動パワーステアリング装置に用いられる，小型化と低振動・低騒音化を両立したモータ駆動装置を提供する。モータ駆動制御装置30は，モータ10の駆動制御を行うスイッチング素子73を実装され，モータのフロント側またはリヤ側に配置されるヒートシンク50と，ヒートシンクに結合されると共に，ヒートシンクをフレームへ連結するか，またはヒートシンクに実装されたスイッチング素子を覆うハウジング40とを含み，ハウジングとヒートシンクの当接面110がモータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつフレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴42,52の位置が周方向で一致するように設けられている。
2012120588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，
前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのフロント側またはリヤ側に配置されるヒートシンクと，前記ヒートシンクに結合されるハウジングとを含み，
前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータは１個あるいは複数の軸受を有し，前記軸受のうち少なくとも1個が前記ハウジングとヒートシンクの当接面よりも前記モータのフロント側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ハウジングとヒートシンクは，２つの別部品として配置され，前記モータの回転軸方向に配置されたことを特徴とする請求項１または２記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記ヒートシンク，ハウジング及びフレームは，前記モータの回転軸方向の両側から別個のネジを使って結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ヒートシンク，ハウジング及びフレームは，前記モータの回転軸方向の一方向から共通のネジを使って結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記モータの出力軸に結合されるギヤとの接触面は，前記ネジの前記モータの回転軸方向に延長した直線上に位置していることを特徴とする請求項４または５記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記ヒートシンクとハウジングを結合するネジの座面の位置が，前記モータの出力軸に結合されるギヤと前記ヒートシンクの結合部から前記モータのリヤ側に離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記モータ駆動制御装置は，前記モータのフロント側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記モータ駆動制御装置は，前記モータのリヤ側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記ヒートシンクは，前記スイッチング素子が配置される複数のスイッチング素子配置部を前記モータの回転軸を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記モータは，電機子の極数をM，スロット数をNとしたとき，（Mは整数，Nは整数）
MとNの最大公約数が２であり，かつ，
0.75＜N/M＜1.5
を満たし，かつ，前記フレーム，ハウジング及びヒートシンクを結合するネジ穴の数が周方向に３ヶ所以上設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記モータは，極数Mが10であり，スロット数Nが12であり，
モータの回転子の回転角度を検出するセンサとして，バリアブルリラクタンス型レゾルバ
あるいは磁気抵抗素子と永久磁石を具備したセンサを有することを特徴とする請求項１１記載のモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記モータは，極数Mが14であり，スロット数Nが18であり，
回転子鉄心に永久磁石を埋め込んだ構成を有し，前記永久磁石の径方向の長さが周方向厚みに比べて大きいことを特徴とする請求項１１記載のモータ駆動装置。
【請求項１４】
前記ヒートシンクと前記ハウジングを結合しているネジが前記ハウジングの最大外径から所定の距離だけ径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項８記載のモータ駆動装置。
【請求項１５】
前記モータの出力軸に結合されるギヤボックスと前記ヒートシンクとを結合するためのネジ穴の周方向の位置を，前記フレーム，ハウジング及びヒートシンクを結合するネジ穴の位置と一致させたことを特徴とする請求項８記載のモータ駆動装置。
【請求項１６】
前記ヒートシンクに上記ネジが収まる穴を設けていることを特徴とする請求項１５記載のモータ駆動装置。
【請求項１７】
前記ヒートシンクは，ギヤ取り付け用フランジ部を有し，このフランジ部に前記ヒートシンクと前記ハウジングを結合するネジのネジ穴が設けられていることを特徴とする請求項８記載のモータ駆動装置。
【請求項１８】
フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，
前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのフロント側に配置されるヒートシンクと，
前記ヒートシンク及びフレーム間に配置され，前記ヒートシンクを前記フレームに連結すると共に，前記ヒートシンクに実装されたスイッチング素子を覆うハウジングとを含み，
前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１９】
フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，
前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのリヤ側に配置されるヒートシンクと，
前記ヒートシンク及びフレーム間に配置され，前記ヒートシンクを前記フレームに連結するハウジングとを含み，
前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２０】
フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，
前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのリヤ側に配置されるヒートシンクと，
前記ヒートシンクの反モータ側に配置され，前記スイッチング素子を覆うように前記ヒートシンクに結合されるハウジングとを含み，
前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれか一つに記載されたモータ駆動装置を含み，前記モータのフレームと前記モータ駆動制御装置のハウジングとを結合するためのネジのネジ穴部で決まる最大外径の範囲内に装置の一部がアセンブリされた電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば車両用の電動パワーステアリング装置に用いられるモータを駆動するモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，電動パワーステアリング装置用のモータとモータ駆動制御装置が一体型になったモータ駆動装置が考案されている（特許文献１，２）。
例えば，特許文献1に示されるものでは，電動機４と，減速機構３５と，発熱部品を搭載するパワー基板４１と，非発熱部品を搭載する制御基板６０と，トルクセンサ用コネクタ５２と車速センサ用コネクタ５３と電源用コネクタ５１とが一体に成型され，配線用の導電板がインサート成型された回路ケース５０と，パワー基板４１などの熱を放熱するヒートシンク７０とを備え，ヒートシンク７０に密着されたパワー基板４１と，パワー基板４１を覆ってヒートシンクに組み付けられた回路ケース５０と，回路ケースに組み付けられた制御基板６０とが順に積層状態とされて制御装置４０を構成し，電動機４がハウジング２１の支持部材２１ａによりヒートシンク７０に組み付けられ，ヒートシンク７０が減速機構３５に組み付けられるように構成されている。
このようにモータとモータ駆動制御装置が一体型になった構造では装置の小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-120739号公報
【特許文献２】特開2009-23418号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，特許文献１の構造ではハウジングの支持部材がモータの回転軸に平行な方向に出っ張った形状となっている。このようなハウジングの形状では加工が困難であり，材料コストが大きいという課題があった。更に，軸方向に２つ以上の別部品が配置されているがアセンブリ状態での剛性が低いため振動騒音が大きいという課題があった。
また，特許文献２の構造では，モータフレームとハウジングを締結するネジの位置と数が適切でなく，モータの電磁加振力によって振動が大きくなってしまうという課題があった。【０００５】
この発明は，上記のような問題点を解決するためになされたものであり，小型化と低振動・低騒音化を両立した，電動パワーステアリング装置等に適したモータ駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は，フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，前記モータ駆動制御装置は，前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのフロント側またはリヤ側に配置されるヒートシンクと，前記ヒートシンクに結合されるハウジングとを含み，前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のモータ駆動装置によれば，フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致していることで，車両に組み込まれた状態やアセンブリ時にモータ及びモータ駆動制御装置の周辺の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。また，剛性が上がり，振動・騒音を低減できるという効果がある。
更に，ハウジングとヒートシンクの当接面がモータの回転軸方向と交差する単一の平面上にある構造としたので，加工が容易であり，材料コストも低減でき，シール性確保も容易となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の概略断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の外観斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の回路図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動制御装置の制御基板の平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動制御装置の電気的接続部の平面図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のヒートシンクの平面図である。
【図８】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のハウジングの平面図である。
【図９】この発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の概略断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の外観斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態３におけるモータの縦断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３におけるヒートシンクの平面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３におけるモータの他の例を示す縦断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における電動パワーステアリング装置の要部を示す概略側面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４における電動パワーステアリング装置の要部を示す概略平面図である。
【図２１】この発明の実施の形態５における電動パワーステアリング装置を示す概略側面図である。
【図２２】この発明の実施の形態６におけるモータ駆動装置の概略平面図及び側面図である。
【図２３】この発明の実施の形態７におけるモータ駆動制御装置のヒートシンクの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置の概略断面図で，モータ10と，モータ10のフロント側（モータの出力軸側）に配置され，モータ10と一体型となったモータ駆動制御装置30を備えている。
モータ駆動制御装置30において，コネクタ90は電源と操舵トルクや車速情報など所定の情報を電気信号として受け取り，電気的接続部70と制御基板60に送られる。ヒートシンク50に設けられた凹状の穴55に平滑コンデンサ74とコイル75が埋設された構造となっている。ヒートシンク50とハウジング40とがネジ102で連結され，ハウジング40とモータ10のフレーム11がネジ101で連結される。ここで，ハウジング40とヒートシンク50は金属で構成されており，例えばアルミダイキャストが適している。
【００１０】
モータ10の構造を以下に説明する。固定子鉄心12に電機子巻線13が巻き回され，固定子鉄心12に対向して，回転子鉄心14と永久磁石15を備えた回転子が配置されている。回転子鉄心14の回転軸中心にはシャフト16が圧入され，シャフト16の一端には電動パワーステアリング装置のギヤの軸とのカップリングであるボス17が圧入されている。シャフト16は２つの軸受18,19によって支持され回転子が回転自在となるような構造となっている。軸受18,19の一方はモータ駆動制御装置30のヒートシンク50に固定され，もう一方はフレーム11に固定されている。ヒートシンク50のフロント側には，モータ10の回転角度を検出するセンサとしてバリアブルリラクタンス型のレゾルバ80が設けられている。固定子鉄心12はフレーム11に圧入や焼きばめで固定され，フレーム11はハウジング40に固定される。電機子巻線13はターミナル13aを介して，バスバー（図示しない）に電気的に接続されており，バスバーを介してモータ駆動制御装置30と電気的に接続される。バスバーはモータ駆動制御装置30のスイッチング素子73から，電流を供給されモータ10を駆動することができる。
【００１１】
図２は実施の形態１におけるモータ駆動装置の側面図で，モータ10のフロント側に配置され，一体型となったモータ駆動制御装置30とモータ10の外観を示すものである。モータ10のフレーム11がモータ駆動制御装置30のハウジング40にネジ101によって固定され，更にハウジング40とヒートシンク50もネジ102で固定されている。
【００１２】
図３は実施の形態１におけるモータ駆動装置の外観斜視図で，モータ10と，モータ10のフロント側に配置され，モータ10と一体型となったモータ駆動制御装置30の斜視図を示す。なお，図３では簡単のためコネクタ90部分の詳細な構造などは省略しており，また，フレーム11とハウジング40とヒートシンク50を締結するネジを省略している。コネクタ90部分は電源コネクタと制御信号用のコネクタが設けられる（図では詳細示さず）。
【００１３】
モータ10の固定子鉄心12を圧入によって固定しているカップ形状のフレーム11はハウジング40との接触面付近では外径方向に広がった形状をしており，その部分に周方向３ヶ所のネジ穴11aを具備し，ハウジング40と３個のネジ（図示せず）で締結される。更に，ハウジング40とヒートシンク50の当接面110がモータ10の回転軸方向と交差する単一の平面上にある構造となっている。モータ10のフレーム11とハウジング40とヒートシンク50を締結するためのネジを通すために設けられたネジ穴の位置は周方向において一致する構造としている。また，ヒートシンク50にはギヤ側と締結するためのネジ穴53が設けられている。図３ではこのネジ穴53は1ヶ所しか示していないが，１８０度あるいはほぼ１８０度対向する位置にもう１ヶ所設けられている。
なお，ハウジング40及びヒートシンク50の構造の詳細については後述する。
【００１４】
図４はモータ駆動制御装置30の回路図を示す。以下図４を使って，図１の各部がどのように接続されているかについて説明する。モータ10の電機子巻線13はＹ結線されている。スイッチング素子73に実装され，一端同士が互いに接続されたＦＥＴ73a,73bのうち，一方のＦＥＴ73aは３相ブリッジ回路のU相の＋側アームを構成し，他方のＦＥＴ73bはU相の−側のアームを構成している。また，ＦＥＴ73aの他端は，リップル吸収用の平滑コンデンサ74とノイズ吸収用のコイル75に接続され，ＦＥＴ73bの他端は，シャント抵抗73dを介して車両の接地電位部に接続されている。前述のＦＥＴ73a,73bの一端同士が接続された接続点は，３相ブリッジ回路のU相交流側端子となる。また，スイッチング素子73に実装されたもう一つのＦＥＴ73cは，その一端がU相交流側端子に接続され，他端が電機子巻線13のU相端子に接続されている。
W相，V相も同様の構成となっている。
【００１５】
電源リレー76に実装された，２個のＦＥＴ76a,76bは，その一端同士が互いに接続されており，その一方のＦＥＴ76aの他端は，コイル75を介して３相ブリッジ回路の＋側直流端子に接続され，他方のＦＥＴ76bの他端は電源コネクタを介して，車両に搭載されたバッテリ100に接続されている。なお，図４では電源リレー76の位置はバッテリ100とコイル75の間に配置した例を示したが，コイル75と平滑コンデンサ74の間に配置してもよい。
【００１６】
制御基板60に実装されたＦＥＴ駆動回路65は，その出力端が，前述の各ＦＥＴの各ゲートに接続されており，これらのゲートに夫々所定のタイミングにてゲート駆動信号を与えるように構成されている。制御基板60に実装されているマイクロコンピュータ64は，前述の回転センサであるレゾルバ80からの回転検出信号に基づいてＦＥＴ駆動回路65が出力するゲート駆動信号の出力タイミングを制御する。
【００１７】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１によるモータ駆動装置を電動パワーステアリング装置に用いた場合において，運転者がハンドルを操作してステアリング軸に操舵トルクを加えると，図示していないトルク検出装置がその操舵トルクを検出し，マイクロコンピュータ64に入力する。また，回転センサであるレゾルバ80が検出した操舵回転数に対応する回転検出信号がマイクロコンピュータ64に入力される。マイクロコンピュータ64は入力された操舵トルク，操舵回転数，及び車両の速度信号等に基づいてアシストトルクを演算し，そのアシストトルクを減速機構を介してステアリング軸に加えるためのトルクをモータ10が発生するように，モータ駆動回路である３相ブリッジ回路を制御する。
【００１８】
すなわち，ＦＥＴ駆動回路65はマイクロコンピュータ64からの指示に基づいて所定のタイミングにてゲート駆動信号を発生し，３相ブリッジ回路の各ＦＥＴを導通制御する。これにより３相ブリッジ回路は所定の３相交流電流を発生し，モータ10の電機子巻線13に３相交流電流を供給し，モータ10を駆動する。モータ10の発生したトルクは，減速機構を介してステアリング軸にアシストトルクとして加えられる。これにより，運転者によるハンドルの操舵力は軽減される。なお，モータ10はＹ結線された例を示したがΔ結線でもいいことはいうまでもない。
【００１９】
次にモータ駆動制御装置30の構造について詳細を説明する。
モータ駆動制御装置30は，図５の制御基板60，図６の電気的接続部70と平滑コンデンサ74とコイル75とスイッチング素子73，図７のヒートシンク50，図８のハウジング40をモータ10の回転軸方向に積み上げて構成されている。
【００２０】
図５は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置の制御基板60の平面図で，制御基板60をリヤ側（モータの出力軸と反対側）から見たものである。図５では，回路構造の詳細は省略し，概略のみ示している。制御基板60にはマイクロコンピュータ64とＦＥＴ駆動回路65が実装されていて，中央にはモータ10のシャフト16が通る穴61があり，穴61の周りには制御信号線が通る穴62が所定の数だけ設けられている。図に向って上部にはコネクタ90からの信号線であるターミナルを通す穴63が所定の数だけ設けられている。
この制御基板60は，ネジ止めや制御信号線73hとの半田付けにより電気的接続部70に保持される。
【００２１】
図６は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置の電気的接続部の平面図で，電気的接続部70と平滑コンデンサ74とコイル75とスイッチング素子73をフロント側から見たものである。電気的接続部70は＋側バスバー77と−側バスバー78と樹脂など絶縁部材で構成されるフレーム72によって構成される。フレーム72はバスバー77,78やコネクタ90からの信号線であるターミナル79を保持する役割とこれら部材と他の部材との電気的絶縁を確保する役割を果たす。バスバー77はバッテリ100に接続されるが，バッテリ100の＋側がハーネスやコネクタ電極を介して＋側バスバー77に電気的に接続されることになる。このバスバー77はコイル75の一方の端子に接続され他方の端子から再び別の＋側バスバーに接続される。更に，バスバー77はシャフト挿通用の穴71の周りに四角形を描くように配置されている。一方，−側バスバー78は＋側バスバー77の内側に四角形を描くように配置され，はバッテリ100の−側にハーネスやコネクタ電極を介して接続される。
なお、電気的接続部70はヒートシンク50にネジ止め等で保持される。
【００２２】
更に，＋側バスバー77と−側バスバー78には平滑コンデンサ74とスイッチング素子73が接続される。また，コイル75の＋側に直列に電源リレー76が接続されている。電源リレー76から延びている制御信号線76cによって電源リレー76のON，OFFを制御する。図６では平滑コンデンサ74は３つ配置され，四角形状に配置されたバスバー77,78の角部に配置され接続されている。スイッチング素子73は＋側端子73f，−側端子73gを介して＋側バスバー77，−側バスバー78に接続されている。また，モータ側端子73eが各スイッチング素子73に設けられ，モータ10に電流を供給する。制御信号線73hがスイッチング素子73から制御基板60に向けて延びている。
【００２３】
スイッチング素子73の構造としてはＭＯＳ−ＦＥＴのベアチップとシャント抵抗を樹脂でモールドしたモジュールが考えられる。ベアチップを樹脂でモールドする構成にすることによって，スイッチング素子73の発熱をヒートシンク50のスイッチング素子配置部に効率よく伝えることができ，スイッチング素子73の温度上昇を低減する効果が得られる。したがって，制御基板60や制御素子の温度上昇も抑えることができる。なお，スイッチング素子73は上記に限らず，例えばDBC（Direct  Bonded  Copper）基板のようなセラミック基板上にベアチップを実装した構造でもよいことは言うまでもない。
【００２４】
図７は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のヒートシンクの平面図で，ヒートシンク50をリヤ側から見たものである。図７のヒートシンク50においては，リヤ側から見た外形はほぼ円形の形状となっており，外周部にギヤ側との連結のためのネジ穴53が2ヵ所設けられ，それらのネジ穴53は180度あるいは，ほぼ180度対向した位置に設けられている。このネジ穴53とは軸方向に離れた位置にネジ穴52が3ヶ所設けられている。これは後述するハウジング40との連結のためのネジ穴であり，図７では約１２０度離れた位置に３ヶ所設けられている。ヒートシンク50の中央にはモータ10のシャフト16が貫通するための穴51が設けられている。この穴51の周囲には長方形のスイッチング素子配置部54が計３ヶ所設けられている。このスイッチング素子配置部54は図１のそれに一致し，スイッチング素子73との均一な接触状態を保つため，表面が平らになるように精度よく加工しておくとよい。更に，スイッチング素子配置部54の隣には，丸形状の穴55が設けられている。この穴55は図１の平滑コンデンサ74とコイル75を埋設する凹部である。図７の例では３つの平滑コンデンサ74，１つのコイル75を埋設するために計４個の穴が設けられている。
【００２５】
図８は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のハウジング40の平面図で，ハウジング40をリヤ側から見たものである。フレーム10との連結用のネジ穴42は周方向に３ヶ所設けられ，その位置は図７のヒートシンクのネジ穴52の周方向の位置と一致させている。モータ10のフレーム11とハウジング40はこのネジ穴42にネジ101を通すことで締結される。ハウジング40の中央付近にはモータ10のシャフト16が通る穴41が設けられている。更に，モータ10とスイッチング素子73を電気的に接続するバスバー（図示せず）が通る穴43が３ヶ所設けられている。３ヶ所設けられている理由はモータ10のU相，V相，W相の各々のバスバーを通して，スイッチング素子73と電気的に接続するためである。
【００２６】
上記のように構成されたこの発明の実施の形態１においては，以下の効果がある。
図１のモータ駆動制御装置30では，ハウジング40とヒートシンク50を有しており，ハウジング40とヒートシンク50はモータ10の回転軸方向に２つの別部品として配置されている。このようにモータ10の回転軸方向に２つ以上の別部品が配置された場合，従来の構造では，それら部品の固定方法が適切でないため剛性が低下し，振動・騒音が大きくなるという問題があった。しかしながら，この発明ではモータ10のフレーム11と前記２つ以上の別部品で構成されたハウジング40とヒートシンク50を締結するためのネジ101,102を通すために設けられたネジ穴42,52の位置が周方向において一致する構造としている。ネジ穴52の位置が周方向で一致していることで，車両に組み込まれた状態やアセンブリ時にモータ10及びモータ駆動制御装置30の周辺の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。また，剛性が上がり，振動・騒音を低減できるという効果がある。またその他，ギヤとのモータ駆動制御装置30の締結用ネジ穴53の配置の自由度が向上する。
【００２７】
更に，特許文献１の図８では，ハウジングに支持部材が突出して設けられている。このような構造では，ハウジングの加工が困難であり，材料コストも大きくなり，防水性が必要とされる場合にシール性を確保するのが困難であるという課題があった。しかしながら，実施の形態１における図２のようにハウジング40とヒートシンク50の当接面110がモータ10の回転軸方向と交差する単一の平面上にある構造にすれば，加工が容易であり，材料コストも低減でき，シール性確保も容易となるという効果が得られる。
【００２８】
また，実施の形態１においては，モータ10のフロント側すなわち電動パワーステアリング装置のギヤに近い側にモータ駆動制御装置30が配置された構造となっている。このような構造はモータ駆動制御装置30がモータ10とは別体になって設けられる構造に比べて小型化が実現できる。しかしながら，従来例ではヒートシンク50とハウジング40の部品の固定方法が適切でないため剛性が低下し，振動・騒音が大きくなるという問題があったが，この発明の構造ではそれが解決できるので，低振動・低騒音と小型化の両立できるという効果がある。
【００２９】
更に，特許文献１では回路部品を覆っているケースはインサート成形された絶縁樹脂製の回路ケースとなっている。実施の形態１におけるハウジング40とヒートシンク50はアルミダイキャストで構成されているため，剛性が高く，樹脂製に比べて低振動・低騒音の効果が得られる。
【００３０】
また，図１に示すように，モータ10は１個あるいは複数の軸受18,19を有し，軸受18,19のうち少なくとも１個が，少なくとも２つ以上の別部品として配置されたハウジング40とヒートシンク50の当接面110よりもモータ10の出力軸側に配置された構造とした。このような構成とすることで，ギヤ側の軸受（図示しない）とモータ10のフロント側の軸受19の距離が短くなるため，機械剛性が向上し，シャフト16の振れが低減され，振動・騒音低減の効果がある。
【００３１】
また，実施の形態１においては，ハウジング40とヒートシンク50が２つの別部品として構成される例を示したが，この発明はこれに限らず，３個あるいは４個以上の別部品を並べて構成される場合でも固定部のネジ穴の位置が周方向で一致していれば同様の効果が得られることは言うまでもない。しかしながら，ハウジング40とヒートシンク50が２つの別部品として，モータ10の回転軸方向に配置されると，構成部品が少なくて済むためコスト低減の効果がある。また，モータ10の回転軸方向に組み上げる部品が少ないので，組み付け精度が向上するという効果もある。
【００３２】
更に，実施の形態１においては，ハウジング40とヒートシンク50を締結する際に，締結部分において，モータ回転軸に平行な方向の両側から２つのネジ101,102を使って締結される構造としている。このような構造とすれば，各部品をアセンブリする際に，ハウジング40とヒートシンク50をまず固定し，その後，モータ10のフレーム11をハウジング40の固定することができるため，１度でヒートシンク50とハウジング40とモータ10のフレーム11を組み立てる必要がないため組み立て性が向上し，製造プロセスの自由度が向上するという効果がある。
【００３３】
実施の形態１においては，ハウジング40とヒートシンク50を締結する際に２つのネジ101,102を使っているが，図９に示すように，各締結箇所に共通な１つのネジ103を使うようにすれば，更に部品点数の削減ができるという効果が得られる。
【００３４】
実施の形態１においては，ヒートシンク50とハウジング40を締結するネジ102の座面の位置がギヤとヒートシンク50の当接面111からモータ10のリヤ側へ離れた位置に配置されている。このような構造にすれば，モータ駆動制御装置30とモータ10をギヤに組み込んだ状態においてギヤ周辺の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。
【００３５】
また，図６ではスイッチング素子73と平滑コンデンサ74とコイル75がモータ10のシャフト16が通る穴71の周辺（モータ10の回転軸中心の周辺）に取り囲むように配置されている。更に，図７に示すようにヒートシンク50にはスイッチング素子配置部54が同様にモータ10のシャフト16が通る穴51の周辺（すなわちモータ10の回転軸中心の周辺）に取り囲むように配置され，平滑コンデンサ74とコイル75を納める穴55も設けられている。このような構造にすることで，装置の小型化が実現できるのと同時に，発熱部品がヒートシンク50のある箇所に集中することなく分散された配置となるため，温度上昇を抑え熱を効率よくヒートシンク50からギヤ側へ放熱することができるという効果がある。
【００３６】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２におけるモータ駆動装置の概略断面図で，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型としたものである。
モータ駆動制御装置30はマイクロコンピュータ64を実装した制御基板60を具備し，制御基板60からみてモータ10側にコイル75と平滑コンデンサ74を電気的に接続する電気的接続部70を具備し，スイッチング素子73がスイッチング素子配置部54に配置され，更に，スイッチング素子配置部54と一体（別体でもよい）となったヒートシンク50が設けられている。ヒートシンク50には穴が設けられ，平滑コンデンサ74とコイル75が埋設されている。モータ駆動制御装置30は金属製あるいは樹脂製のカバー57で覆われている。カバー57の後方にはコネクタ90を設け，バッテリ100からの電源の供給と，トルクセンサや車速の信号などを供給する。
なお，カバー57はヒートシンク50に接着剤やネジ，あるいは接着剤とネジを併用して固定される。
【００３７】
一方，モータ10は固定子鉄心12と固定子鉄心12に巻き回された電機子巻線13を具備し，固定子鉄心12の回転軸方向のリヤ側及びフロント側の端部にはカバー20が設けられている。カバー20と固定子鉄心12はフレーム11に焼きばめなどで固定されている。フレーム11は例えばアルミニウムで構成され，リヤ側の軸受18を固定するためのハウジング40とネジ101を用いて固定されている。上記フレーム11とハウジング40とヒートシンク50はフロント側からとリヤ側の両方からネジ101,102で固定されている。また，図示しないが，実施の形態１で述べたようにネジ穴の周方向の位置はフレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク間で一致するような構造としている。
【００３８】
回転子鉄心14と永久磁石15を具備した回転子がモータ10の固定子鉄心12と対向するように設けられ，回転子鉄心14の回転軸中心にはシャフト16が圧入されている。シャフト16には２つの軸受18,19が設けられ，フロント側の軸受19はカバー20に固定されて，リヤ側の軸受18はハウジング40に固定されて回転子が回転自在となるように構成される。シャフト16の端部にはボス17が設けられ電動パワーステアリング装置のギヤと連結される。この例では後述するようにベルトがボス17にかけられてベルトがボールねじを駆動する構造を想定している。更に，シャフト16のもう一方の端部には回転角度センサとしてレゾルバ80が設けられている。なお，回転角度センサはレゾルバではなく，永久磁石15と磁気抵抗素子（GMRセンサやMRセンサ）の組み合わせで構成してもよい。
【００３９】
上記のような構造としておけば，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型とした場合でも実施の形態１で述べたのと同じ効果が得られ，フレーム11，ハウジング40，ヒートシンク50の剛性がアップし低振動・低騒音化が実現できるのと同時に装置を小型化できるという効果がある。また，ネジ101,102は両端部から固定されるため，１度でヒートシンク50とハウジング40とモータ10のフレーム11を組み立てる必要がないため組み立て性が向上し，製造プロセスの自由度が向上するという効果がある。
【００４０】
図１１は実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図で，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型としたものである。図１０との相違点は，フレーム11とハウジング40とヒートシンク50の固定方法であり，図１１では各締結部に１つのネジ103によってフレーム11とハウジング40とヒートシンク50を固定している。また，また，図示しないが，実施の形態１で述べたようにネジ穴103の周方向の位置はフレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク間で一致するような構造としている。
上記のような構造としておけば，フレーム11，ハウジング40，ヒートシンク50の剛性がアップし低振動・低騒音化が実現できるのと同時に装置を小型化できるという効果がある。また，各締結箇所において１つのネジで締結する構造とすると，両端から２つのネジを使う場合と比べて部品点数の削減ができるという効果が得られる。
【００４１】
図１２は実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図で，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型とした別の例を示すものである。フレーム11とハウジング40とヒートシンク50は共通のネジ103によって固定されている。フレーム11のネジ穴を設ける突出した部分がフレーム11の軸方向長さ全体にわたって設けられている。このような形状はアルミを押し出し成形で加工して作成することができる。図示しないが実施の形態１で述べたようにネジ穴の周方向の位置はフレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク間で一致するような構造としている。
【００４２】
上記のような構造としておけば，フレーム11，ハウジング40，ヒートシンク50の剛性がアップし低振動・低騒音化が実現できるのと同時に装置を小型化できるという効果がある。また，押し出し成形でフレーム11を作成すると，断面形状の自由度が増すため，ギヤとのレイアウトを考慮した断面形状のフレーム11を容易に成形できるという効果がある。また，図１２にはフレーム11のフロント側にギヤ側との当接面111を示しているが，この当接面111はフレーム11とハウジング40とヒートシンク50を締結しているネジ103のモータ回転軸方向に延長した直線上に位置している。この点で図１０，１１とは異なっている。このような構成とすると，モータ10とギヤの当接面111がモータ回転軸から離れた位置となるため，モータの回転軸に垂直な方向の加振力が加わっても，図１０，１１の構成よりも振動を低減できるという効果がある。
【００４３】
図１３は実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図で，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型とした更に別の例を示すものである。図１３ではリヤ側の軸受18がフロント側と同様にカバー21に納められている点が図１０，１１，１２とは異なっている。そして，モータ10のフレーム11とヒートシンク50と制御基板60などを覆うハウジング40がネジによって締結されており，各々の締結部は軸方向の両端部から２個のネジ101,102を使って締結されている。
上記のような構造としておけば，フレーム11，ハウジング40，ヒートシンク50の剛性がアップし低振動・低騒音化が実現できるのと同時に装置を小型化できるという効果がある。また，ネジ101,102は両端部から固定されるため，１度でヒートシンク50とハウジング40とモータ10のフレーム11を組み立てる必要がないため組み立て性が向上し，製造プロセスの自由度が向上するという効果がある。
【００４４】
図１４は実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の例を示す概略断面図で，モータ駆動制御装置30を電動パワーステアリングのギヤ側（減速機構側）とは反対側（モータ10のリヤ側）に配置し一体型とした更に別の例を示すものである。図１３と構造はほぼ同じであるが，モータ10フレーム11とヒートシンク50とハウジング40の締結には，１つのネジ103を使っている。両端から２つのネジを使う場合と比べて部品点数の削減ができるという効果が得られる。
【００４５】
本実施の形態２の構造の理解を助けるために図１５にモータ駆動装置の外観斜視図を示す。図１５は図１３，１４の構造に対応する斜視図である。モータ10のフロント側にはギヤ側と機械的に連結されるためのボス17が設けられている。ボス17はギヤボックス側のベルトが掛けられて，モータ10がこのベルトとボールネジを駆動することでラック推力に変換される。また，ギヤ側の構造によってはボス17の代わりにカップリングを用いてもよい。モータ10のフレーム11はほぼ円筒形状を成しており，フロント側にはギヤ側と固定するためのネジ穴53が設けられている。このネジ穴53は1ヶ所しか見えていないが，１８０度対向した位置にもう1ヶ所設けられている。フレーム11のリヤ側にはヒートシンク50と締結されるためのネジ穴52が設けられている。ヒートシンク50側にも同じ箇所にネジ穴が設けられている。更に，ヒートシンク50はハウジング40と締結されるがネジ穴52の周方向の位置は，モータ10のフレーム11とハウジング40間を締結するためのネジ穴42と同じ位置としている。また，ネジ穴42,52は周方向に３ヶ所配置されている。なお，締結方法は図１３のように対向するように２個のネジ101,102で締結してもよいし，図１４のように１つのネジ103で固定する構成としてもよい。
【００４６】
ヒートシンク50とハウジング40の当接面110は従来例と異なり凹凸のない単一の平面上に設けられている。ハウジング40のリヤ側にはコネクタ90が設けられる。コネクタ90は電源コネクタ，制御信号用のコネクタがあるが図１５では詳細を省略している。このような構造とすることで，フレーム11，ハウジング40，ヒートシンク50の剛性がアップし低振動・低騒音化が実現できるのと同時に装置を小型化できるという効果をはじめとして先に述べた効果が得られる。
【００４７】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３におけるモータ10の縦断面図である。この図において，永久磁石15は回転子鉄心14の表面に貼付けられていて，この例では極数は１０となっている。更に，永久磁石15の断面形状はかまぼこ形となっており，磁束の高調波成分を低減し，誘起電圧を正弦波状にすることでトルク脈動を低減している。回転子鉄心14には突起部14aが設けられていて，永久磁石15が周方向に滑らないように固定する役割を果たしている。
【００４８】
一方，固定子の固定子鉄心12には電機子巻線13を巻き回すためのスロット12aが設けられている。図１６の例では電機子巻線13は固定子鉄心12の径方向に伸びたティース12bに集中的に巻き回されていて，スロット数は１２であり１２個あるティース全てに電機子巻線13が巻き回されている。
更に，電機子巻線13の相数は３であり，それらをU相，V相，W相とすると巻線の配置は図１６に示すようにU1＋，U1−，V1−，V1＋，W1＋，W1−，U2−，U2＋，V2＋，V2−，W2−，W2＋のように配置されている。ここで＋と−は巻き方向を示していて，＋と−では巻き方向は互いに逆方向であることを示している。更にU1＋とU1−は直列接続され，U2−とU2＋も直列接続されている。これらの２つの直列回路は並列接続されていてもよいし，直列接続されていてもよい。V相，W相も同様である。更に，三相はＹ結線でもデルタ結線でもよい。
【００４９】
上記のような１０極１２スロットのモータ10は，電機子巻線13に三相交流電流が流れた場合に，基本周波数の２倍の周波数で振動し，固定子鉄心12を楕円形に変形させる電磁加振力（空間次数＝２の電磁加振力）が発生する。従来のモータ駆動装置の構造では，この電磁加振力がモータ10のフレーム11を介してモータ駆動装置に伝達し，更にはギヤに伝わり振動・騒音が増大するという課題があった。しかしながら，図７，８に示すように，モータ10フレーム11とハウジング40を固定するネジ穴42，ハウジング40とヒートシンク50を固定するネジ穴52の数を３個とし，更にほぼ１２０度間隔で配置している構造となっているため，ハウジング40とヒートシンク50が楕円形状に変形し難く，楕円形に変形させる電磁加振力が加わっても振動・騒音を低減することが可能となっている。また，ネジ穴42,52は3ヶ所に限らない。
【００５０】
図１７は実施の形態３におけるヒートシンクの平面図で，モータ10のリヤ側から見たものである。図１７では図７とほぼ同じ構造をしているが，ハウジング40との固定のためのネジ穴52が４個設けられている。このようにネジ穴52を４個とすることで，３個のときよりもハウジング40とヒートシンク50が楕円形状に変形し難く，振動・騒音を低減する効果を大きくできる。
【００５１】
一般に，電機子巻線13が集中巻のモータ10において，極数をM，スロット数をNとしたとき，MとNの最大公約数が２となったときに固定子鉄心12を楕円形に変形させる電磁加振力（空間次数＝２の電磁加振力）が発生する。例えば，図１６のようにM=10，N=12の場合や，M=14，N=12の場合や，M=16，N=18の場合などが考えられる。更に，MとNについて
0.75＜N/M＜1.5
なる関係式が成り立つときには，N/M＝0．75やN/M=1.5の場合に比べて巻線係数が高く永久磁石15の磁束を効率的に利用し小型で高トルクの永久磁石型回転電機が得られることが知られている。
【００５２】
更に，極数とスロット数の最小公倍数が大きいため，回転子１回転で極数とスロット数の最小公倍数と一致する回数だけ脈動するコギングトルク成分がN/M＝0.75，N/M=1．5の場合に比べて小さい。したがって，極数がM，スロット数がNとしたとき，
MとNの最大公約数が２であり，かつ
0.75＜N/M＜1.5
とし，更に，モータ10のフレーム11とモータ駆動制御装置30のハウジング40の固定部のネジ穴42の数と上記ハウジング40とヒートシンク50の固定部のネジ穴52の数を３個以上とすることで，モータ10とモータ駆動制御装置30の小型化，低コギングトルク化と低振動・低騒音化の両立ができる。
【００５３】
また，図１６で示した１０極１２スロットのモータ10は極数がM，スロット数がNとしたとき，MとNの最大公約数が２であり，かつ
0.75＜N/M＜1.5
をみたすモータの中で，極数Mが最も小さいモータである。
電動パワーステアリング装置のモータの回転子の回転角度を検出するセンサとしては，安価であることや耐環境性を考慮して，バリアブルリラクタンス型レゾルバや磁気抵抗素子（GMRセンサやMRセンサ）と永久磁石15を組み合わせたセンサなどが用いられることが多い。しかしながら，バリアブルリラクタンス型レゾルバや磁気抵抗素子と永久磁石を組み合わせたセンサは角度検出の際に誤差を生じ，更にその誤差の値は回転角度に対して変化する。また，角度誤差の値は光学式エンコーダに比べて大きいため，この角度誤差が原因でモータのトルク脈動が発生する。これは，正しい回転角度から誤差が生じると，モータ10の電機子巻線13に流すべき電流の位相がずれてしまうため，所望のトルクが発生しないことが原因となっている。また，モータ10の電気角で表した角度誤差が大きいほどトルク脈動も大きい。
したがって，極数が大きいモータ10では，電気角で表した角度誤差も極数に比例して大きくなってしまい，トルク脈動が大きくなるという課題があった。したがって，角度誤差によるトルク脈動を小さくするには極数が小さいことが望ましい。図１６で示したM=10，N=12の場合は，M=14，N=12の場合やM=16，N=18の場合等に比べて極数が小さいため，回転角度センサの角度誤差によるトルク脈動を小さくできるという格別の効果がある。
【００５４】
図１８は実施の形態３におけるモータの他の例を示す縦断面図で，M=14，N=18の例を示したものである。固定子の固定子鉄心12には電機子巻線13を巻き回すためのスロットが設けられている。図１８の例では回転子には永久磁石15が１４個回転子鉄心14に埋め込まれた構成としており，永久磁石15の形状は径方向の長さが周方向の厚みよりも大きい形状となっている。図示しないが，永久磁石15の着磁方向は永久磁石断面の長方形の短辺に平行な方向に着磁されており，隣合う永久磁石15で極性が逆方向となっている。図１８の永久磁石15にNと示した側がN極，Sと示した側がS極となるように着磁されている。
【００５５】
一方，電機子巻線13は固定子鉄心12の径方向に伸びたティース12ｂに集中的に巻き回されていて，スロット数は１８であり１８個あるティース全てに電機子巻線13が巻き回されている。更に，電機子巻線13の相数は３であり，それらをU相，V相，W相とすると巻線の配置は図１８に示すようにU1＋，W１＋，W1−，V1−，U1−，U1＋，W1＋，V1+，V1−，U2−，W2−，W2＋，V2+，U2＋，U2−，W2−，V2−，V2＋のように配置されている。ここで＋と−は巻き方向を示していて，＋と−では巻き方向は互いに逆方向であることを示している。更にU1＋とU1−は直列接続され，U2−とU2＋も直列接続されている。これらの２つの直列回路は並列接続されていてもよいし，直列接続されていてもよい。V相，W相も同様である。更に，三相はＹ結線でもデルタ結線でもよい。
【００５６】
このような１４極１８スロットのモータ10は固定子鉄心12を楕円形に変形させる電磁加振力（空間次数＝２の電磁加振力）が発生するが，このような構成とすると振動騒音低減の効果が得られる。また，永久磁石15を回転子鉄心14に埋め込んだ構成とし，永久磁石15の径方向の長さが周方向厚みに比べて大きくしているので，磁束を集中させて鉄心の磁束密度を高くできるので，モータ10のトルクが向上し，モータ10が小型化できるという効果も得られる。また，図１８のような回転子の構成では磁束を集中させるため，固定子鉄心12の磁束密度が大きくなるため電磁加振力も大きくなるという問題があるが，このような構成にすれば振動騒音低減の効果が得られる。
【００５７】
実施の形態４．
図１９はこの発明の実施の形態４における電動パワーステアリング装置の要部を示す概略側面図で，モータ駆動制御装置30をモータ10のリヤ側に配置し，更にラック軸と平行にモータ10とモータ駆動制御装置30を配置したラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置を示している。図１９は簡単のため詳細は省略しているが，ギヤボックス201にはベルトとボールネジによる減速機構が設けられており，モータ10の回転を減速するとともにラック軸202の推力に変換している。図１９のX-Y平面の断面付近を矢印の方向から見た図が図２０である。
【００５８】
図２０ではモータ駆動装置をリヤ側から見ているため，電源コネクタ90a，制御コネクタ90bが見える。更にモータ駆動制御装置30のヒートシンク50とハウジング40を固定するネジ102が周方向に４箇所設けられている。このネジ穴を設ける部分はモータ駆動制御装置30とモータ10の最大外径（図２０に破線112で示す）を決めている。更に，実施の形態２で述べたようにフレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク間の固定用のネジ穴の周方向の位置を一致させているため，他の部品との機械的干渉を避けることが容易となっている。
図２０ではラック軸202の一部が，上記ネジ穴の部分で決まる最大外径を示す円の中に入った状態でアセンブリされているため，電動パワーステアリング装置の小型化ができるという効果が得られる。更に，実施の形態１や実施の形態２で既に述べたようにフレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク間の固定用のネジ穴の周方向の位置を一致させているため，剛性が上がり，振動騒音の低減が得られるという効果もあり，更に，組み付け精度が向上するという効果も得られる。
【００５９】
実施の形態５．
図２１はこの発明の実施の形態５における電動パワーステアリング装置を示す概略側面図で，ギヤボックス201側とヒートシンク50との締結のためのネジ穴の周方向の位置をヒートシンク50，ハウジング40，モータ10のフレーム11間の締結のためのネジ穴の位置と一致させた例である。モータ10のフレーム11側から挿入されているネジ101はフレーム11とハウジング40とヒートシンク50を締結し，モータ10とモータ駆動制御装置30を一体型をなす構成とする。一方，ギヤボックス201側から挿入されているネジ102はギヤボックス201とヒートシンク50を締結するものとなっている。
このような構成とすることでギヤボックス201とモータ駆動制御装置30とモータ10の剛性が向上し，振動・騒音を低減できるという効果が得られる。更に，ネジ穴部分の周方向位置がギヤボックス201，ヒートシンク50，ハウジング40，フレーム11の全てで一致しているので，一致していない場合に比べて，他の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。  
【００６０】
実施の形態６．
図２２はこの発明の実施の形態６におけるモータ駆動装置の概略平面図及び側面図で，
ギヤボックス201側とヒートシンク50の当接面111の接触面積を拡大した例を示すものである。図２２の右側はモータ10とモータ駆動制御装置30を側面から見た図であり，図２２の左側はフロント側から見た図である。図２との違いは，ヒートシンク50とハウジング40を締結しているネジ102が図２比べて所定の距離だけ径方向内側に配置されている点と，ヒートシンク50にネジ102が収まる穴58を設けている点である。なお，ヒートシンク50とハウジング40を締結するネジ102とハウジング40とフレーム11を締結するネジ101は側面から見えないが，図２１では理解を助けるため図示している。
図２２の左側の図を見るとギヤボックス201側とヒートシンク50が接触する当接面111の面積が大きくなっていることが分かる。このような構造とすることで，ヒートシンク50からの熱をギヤボックス側に効率よく伝達し，モータ駆動制御装置30の温度上昇を防ぐことができるという効果がある。
【００６１】
更に，これまでの実施の形態で述べてきたように，フレーム−ハウジング間とハウジング−ヒートシンク50間の固定用のネジ穴の周方向の位置を一致させているため，剛性が上がり，振動騒音の低減が得られるという効果もあり，更に，組み付け精度が向上するという効果や他の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。
【００６２】
実施の形態７．
図２３はこの発明の実施の形態７におけるモータ駆動制御装置のヒートシンクの平面図で，モータ駆動制御装置30のヒートシンク50をフロント側から見たものである。ボス17と回転センサであるレゾルバ80も図示している。１８０度対向した2ヵ所にギヤボックス201側との取り付け用フランジ部56を設けてあり，フランジ部56に１ヶ所ずつネジ穴53が設けられている。また，このフランジ56にはヒートシンク50とハウジング40を締結するためのネジ穴52を設けており，そのネジ穴52の周辺はモータ回転軸方向に窪んだ凹部52aを設けることで，ネジがギヤボックスと接触しないように１段下げた構成となっている。また，このネジ穴52は各フランジ部56に２ヵ所ずつ，計４箇所設けられている。４箇所にすることで，剛性が上がり，振動・騒音低減の効果が得られる。
【００６３】
このような構成にすると，ギヤ側との接触面積が大きいため機械的剛性が向上し，振動・騒音が低減される。また，ヒートシンク50とハウジング40の締結用ネジのネジ穴52をフランジ部56に設けているため，小型化が可能であり，アセンブリ時に他の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。また，ギヤボックス側とヒートシンクが接触する当接面111の面積が大きくなった構造とすることで，ヒートシンク50からの熱をギヤボックス側に効率よく伝達し，モータ駆動制御装置30の温度上昇を防ぐことができるという効果がある。
【符号の説明】
【００６４】
10：モータ
11：フレーム  11a：ネジ穴
12：固定子鉄心  12a：スロット  12b：ティース
13：電機子巻線  13a：ターミナル
14：回転子鉄心  14a：突起部
15：永久磁石
16：シャフト
17：ボス
18,19：軸受
20,21：カバー
30：モータ駆動制御装置
40：ハウジング
41：シャフト挿通用の穴
42：ヒートシンク連結用のネジ穴
43：バスバー挿通用の穴
50：ヒートシンク
51：シャフト挿通用の穴
52：ハウジング連結用のネジ穴
53：ギヤ側連結用の穴
54：スイッチング素子配置部
55：平滑コンデンサ・コイル収容用の穴
56：フランジ部
57：カバー
58：穴
60：制御基板
61：シャフト挿通用の穴
62：制御信号線挿通用の穴
63：ターミナル挿通用の穴
64：マイクロコンピュータ
65：ＦＥＴ駆動回路
70：電気的接続部
71：シャフト挿通用穴
72：フレーム
73：スイッチング素子  73a,73b,73c：ＦＥＴ  73d：シャント抵抗  73e：モータ側端子  73f：＋側端子  73g：−側端子  73h：制御信号線
74：平滑コンデンサ
75：コイル
76：電源リレー  76a,76b：ＦＥＴ  76c：制御信号線
77：＋側バスバー
78：−側バスバー
79：ターミナル
80：レゾルバ
90：コネクタ  90a:  電源コネクタ  90b：制御コネクタ
100：バッテリ
101：フレーム・ハウジング連結用のネジ
102：ハウジング・ヒートシンク連結用のネジ
103：フレーム・ハウジング・ヒートシンク連結用のネジ
110：ハウジング・ヒートシンクの当接面
111：ギヤ・ヒートシンクの当接面
112：モータの最大径を示す円
201：ギヤボックス
202：ラック軸
【図１】
2012120588.tif 000003
【図２】
2012120588.tif 000004
【図３】
2012120588.tif 000005
【図４】
2012120588.tif 000006
【図５】
2012120588.tif 000007
【図６】
2012120588.tif 000008
【図７】
2012120588.tif 000009
【図８】
2012120588.tif 000010
【図９】
2012120588.tif 000011
【図１０】
2012120588.tif 000012
【図１１】
2012120588.tif 000013
【図１２】
2012120588.tif 000014
【図１３】
2012120588.tif 000015
【図１４】
2012120588.tif 000016
【図１５】
2012120588.tif 000017
【図１６】
2012120588.tif 000018
【図１７】
2012120588.tif 000019
【図１８】
2012120588.tif 000020
【図１９】
2012120588.tif 000021
【図２０】
2012120588.tif 000022
【図２１】
2012120588.tif 000023
【図２２】
2012120588.tif 000024
【図２３】
2012120588.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月27日(2014.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，
前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのフロント側またはリヤ側に配置されるヒートシンクと，前記ヒートシンクに結合されるハウジングとを含み，
前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられていると共に，
前記モータと前記モータの出力軸に結合されるギヤとの当接面が，前記ネジ穴に挿入されたネジの前記モータの回転軸方向に延長した直線上に位置している
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータは１個あるいは複数の軸受を有し，前記軸受のうち少なくとも1個が前記ハウジングとヒートシンクの当接面よりも前記モータのフロント側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ハウジングとヒートシンクは，２つの別部品として配置され，前記モータの回転軸方向に配置されたことを特徴とする請求項１または２記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記ヒートシンク，ハウジング及びフレームは，前記モータの回転軸方向の両側から別個のネジを使って結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ヒートシンク，ハウジング及びフレームは，前記モータの回転軸方向の一方向から共通のネジを使って結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記ヒートシンクとハウジングを結合するネジの座面の位置が，前記モータの出力軸に結合されるギヤと前記ヒートシンクの結合部から前記モータのリヤ側に離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記モータ駆動制御装置は，前記モータのリヤ側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記ヒートシンクは，前記スイッチング素子が配置される複数のスイッチング素子配置部を前記モータの回転軸を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記モータは，電機子の極数をM，スロット数をNとしたとき，
（Mは整数，Nは整数）MとNの最大公約数が２であり，かつ，
0.75＜N/M＜1.5
を満たし，かつ，前記フレーム，ハウジング及びヒートシンクを結合するネジ穴の数が周方向に３ヶ所以上設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記モータは，極数Mが10であり，スロット数Nが12であり，
モータの回転子の回転角度を検出するセンサとして，バリアブルリラクタンス型レゾルバ
あるいは磁気抵抗素子と永久磁石を具備したセンサを有することを特徴とする請求項９記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記モータは，極数Mが14であり，スロット数Nが18であり，
回転子鉄心に永久磁石を埋め込んだ構成を有し，前記永久磁石の径方向の長さが周方向厚みに比べて大きいことを特徴とする請求項９記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載されたモータ駆動装置を含み，前記モータのフレームと前記モータ駆動制御装置のハウジングとを結合するためのネジのネジ穴部で決まる最大外径の範囲内に装置の一部がアセンブリされた電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明は，フレームに収容されたモータと，前記モータの回転軸方向に配置され，前記モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を一体的に備えたモータ駆動装置において，
前記モータ駆動制御装置は，前記モータの駆動制御を行うスイッチング素子を実装され，前記モータのフロント側またはリヤ側に配置されるヒートシンクと，前記ヒートシンクに結合されるハウジングとを含み，前記ハウジングと前記ヒートシンクの当接面が前記モータの回転軸方向と交差する単一の平面上にあり，かつ前記フレーム，ヒートシンク，ハウジングを互いに結合するためのネジ穴の位置が周方向で一致するように設けられていると共に，前記モータと前記モータの出力軸に結合されるギヤとの当接面が，前記ネジ穴に挿入されたネジの前記モータの回転軸方向に延長した直線上に位置している。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図６は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置の電気的接続部の平面図で，電気的接続部70と平滑コンデンサ74とコイル75とスイッチング素子73をフロント側から見たものである。電気的接続部70は＋側バスバー77と−側バスバー78と樹脂など絶縁部材で構成されるフレーム72によって構成される。フレーム72はバスバー77,78やコネクタ90からの信号線であるターミナル79を保持する役割とこれら部材と他の部材との電気的絶縁を確保する役割を果たす。バスバー77はバッテリ100に接続されるが，バッテリ100の＋側がハーネスやコネクタ電極を介して＋側バスバー77に電気的に接続されることになる。このバスバー77はコイル75の一方の端子に接続され他方の端子から再び別の＋側バスバーに接続される。更に，バスバー77はシャフト挿通用の穴71の周りに四角形を描くように配置されている。一方，−側バスバー78は＋側バスバー77の内側に四角形を描くように配置され，バッテリ100の−側にハーネスやコネクタ電極を介して接続される。
なお、電気的接続部70はヒートシンク50にネジ止め等で保持される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図７は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のヒートシンクの平面図で，ヒートシンク50をリヤ側から見たものである。図７のヒートシンク50においては，リヤ側から見た外形はほぼ円形の形状となっており，外周部にギヤ側との連結のためのネジ穴53が2ヵ所設けられ，それらのネジ穴53は180度あるいは，ほぼ180度対向した位置に設けられている。このネジ穴53とは軸方向に離れた位置にネジ穴52が3ヶ所設けられている。これは後述するハウジング40との連結のためのネジ穴であり，図７では約１２０度離れた位置に３ヶ所設けられている。ヒートシンク50の中央にはモータ10のシャフト16が貫通するための穴51が設けられている。この穴51の周囲には長方形のスイッチング素子配置部54が計４ヶ所設けられている。このスイッチング素子配置部54は図１のそれに一致し，スイッチング素子73との均一な接触状態を保つため，表面が平らになるように精度よく加工しておくとよい。更に，スイッチング素子配置部54の隣には，丸形状の穴55が設けられている。この穴55は図１の平滑コンデンサ74とコイル75を埋設する凹部である。図７の例では３つの平滑コンデンサ74，１つのコイル75を埋設するために計４個の穴が設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図８は実施の形態１におけるモータ駆動制御装置のハウジング40の平面図で，ハウジング40をリヤ側から見たものである。フレーム11との連結用のネジ穴42は周方向に３ヶ所設けられ，その位置は図７のヒートシンクのネジ穴52の周方向の位置と一致させている。モータ10のフレーム11とハウジング40はこのネジ穴42にネジ101を通すことで締結される。ハウジング40の中央付近にはモータ10のシャフト16が通る穴41が設けられている。更に，モータ10とスイッチング素子73を電気的に接続するバスバー（図示せず）が通る穴43が３ヶ所設けられている。３ヶ所設けられている理由はモータ10のU相，V相，W相の各々のバスバーを通して，スイッチング素子73と電気的に接続するためである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記のように構成されたこの発明の実施の形態１においては，以下の効果がある。
図１のモータ駆動制御装置30では，ハウジング40とヒートシンク50を有しており，ハウジング40とヒートシンク50はモータ10の回転軸方向に２つの別部品として配置されている。このようにモータ10の回転軸方向に２つ以上の別部品が配置された場合，従来の構造では，それら部品の固定方法が適切でないため剛性が低下し，振動・騒音が大きくなるという問題があった。しかしながら，この発明ではモータ10のフレーム11と前記２つ以上の別部品で構成されたハウジング40とヒートシンク50を締結するためのネジ101,102を通すために設けられたネジ穴42,52の位置が周方向において一致する構造としている。ネジ穴42,52の位置が周方向で一致していることで，車両に組み込まれた状態やアセンブリ時にモータ10及びモータ駆動制御装置30の周辺の部品との機械的干渉を防ぐことができるという効果がある。また，剛性が上がり，振動・騒音を低減できるという効果がある。またその他，ギヤとのモータ駆動制御装置30の締結用ネジ穴53の配置の自由度が向上する。
【国際調査報告】
2012120588.tif 000026
2012120588.tif 000027