(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの軸方向一端側に、該モータの駆動制御に供するＥＣＵが付設されたモータ駆動装置であって、
一端側が開口形成されたＥＣＵハウジングと、
前記ＥＣＵハウジングの一端側に、前記モータと対向するように配置される制御基板と、
前記制御基板と電気的に接続されることによって前記モータの電力供給制御に供され、その外側部に放熱面が設けられた複数の半導体モジュールと、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、前記半導体モジュールの放熱面と接触する受熱面を有するヒートシンクと、
配線パターンが形成され、前記半導体モジュール及び電子部品が実装されたパワー基板と、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、前記パワー基板を前記半導体モジュールよりも前記モータ側に収容する基板収容部と、
前記ヒートシンクに付設され、前記ＥＣＵハウジングの一端側から挿入される前記各半導体モジュールを収容するモジュール収容部と、
前記放熱面を前記受熱面に圧接させつつ前記各半導体モジュールを前記モジュール収容部内に保持するモジュール保持手段と、を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記各半導体モジュールの本体外周には、その一部又は全部が金属材料によって構成された比較的大きな面積を有する放熱面と、該放熱面とほぼ直交するように構成された比較的小さな面積を有する一対の側面と、前記放熱面の反対側に前記一対の側面とほぼ直交するように構成された背面と、が設けられる一方、
前記素子収容部の内周には、前記放熱面に対向する前記受熱面と、前記一対の側面にそれぞれ対向する一対の側部サポート面と、前記受熱面と対向するかたちで前記一対のサポート面とほぼ直交するように構成された背部サポート面と、が設けられ、
前記素子保持手段は、前記各半導体モジュールの前記背面と前記素子収容部の前記背部サポート面との間に装入される押圧保持部材の、前記背面又は前記背部サポート面との対向面のうち少なくとも一方の対向面に設けられたテーパ面によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記各半導体モジュールの本体外周には、その一部又は全部が金属材料によって構成された比較的大きな面積を有する放熱面と、該放熱面とほぼ直交するように構成された比較的小さな面積を有する一対の側面と、前記放熱面の反対側に前記一対の側面とほぼ直交するように構成された背面と、が設けられる一方、
前記素子収容部の内周には、前記放熱面に対向する前記受熱面と、前記一対の側面にそれぞれ対向する一対の側部サポート面と、前記受熱面と対向するかたちで前記一対のサポート面とほぼ直交するように構成された背部サポート面と、が設けられ、
前記素子保持手段は、前記各半導体モジュールの前記一対の側面と前記素子収容部の前記一対の側部サポート面との間にそれぞれ装入される押圧保持部材の、少なくとも前記一対の側面との対向面に設けられたテーパ面によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記各半導体モジュールの本体外周には、その一部又は全部が金属材料によって構成された比較的大きな面積を有する放熱面と、該放熱面とほぼ直交するように構成された比較的小さな面積を有する一対の側面と、前記放熱面の反対側に前記一対の側面とほぼ直交するように構成された背面と、が設けられる一方、
前記素子収容部の内周には、前記放熱面に対向する前記受熱面と、前記一対の側面にそれぞれ対向する一対の側部サポート面と、前記受熱面と対向するかたちで前記一対のサポート面とほぼ直交するように構成された背部サポート面と、が設けられ、
前記素子保持手段は、少なくとも前記各半導体モジュールの前記背面にそれぞれ設けられたテーパ面によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
モータの軸方向一方側に、該モータの駆動制御に供するＥＣＵが付設されたモータ駆動装置であって、
一端側が開口形成されたＥＣＵハウジングと、
前記ＥＣＵハウジングの一端側に、前記モータと対向するように配置される制御基板と、
前記制御基板と電気的に接続されることによって前記モータの電力供給制御に供され、その外側部に放熱面が設けられた複数の半導体モジュールと、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、前記半導体モジュールの放熱面と接触する受熱面を有するヒートシンクと、
配線パターンが形成され、前記半導体モジュール及び電子部品が実装されたパワー基板と、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、前記パワー基板を前記半導体モジュールよりも前記モータ側に収容する基板収容部と、
前記ヒートシンクに付設され、前記ＥＣＵハウジングの一端側から挿入される前記各半導体モジュールを収容するモジュール収容部と、
前記ＥＣＵハウジングの一端側から前記モジュール収容部と前記各半導体モジュールの間に装入され、前記モジュール収容部内に前記各半導体モジュールを保持固定するモジュール保持手段と、を備え、
前記各半導体モジュールに発生した熱が、前記放熱面から前記受熱面に直接、又は前記モジュール保持手段を介して間接的に前記ヒートシンクに伝達されるように構成されていることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
モータの軸方向一方側に、該モータの駆動制御に供するＥＣＵが付設されたモータ駆動装置であって、
一端側が開口形成されたＥＣＵハウジングと、
前記ＥＣＵハウジングの一端側に、前記モータと対向するように配置される制御基板と、
前記制御基板と電気的に接続されることによって前記モータの電力供給制御に供され、その外側部に放熱面が設けられた複数の半導体モジュールと、
配線パターンが形成され、前記半導体モジュール及び電子部品が実装されたパワー基板と、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に前記半導体モジュール及び電子部品をほぼ囲うように設けられると共に、前記半導体モジュールの放熱面と接触する受熱面を有するヒートシンクと、
前記ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、前記パワー基板を前記半導体モジュールよりも前記モータ側に収容する基板収容部と、
前記ヒートシンクに付設され、前記ＥＣＵハウジングの一端側から挿入される前記各半導体モジュールが圧入状態に収容保持されるモジュール収容部と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のパワーステアリング装置に適用され、モータに連結される減速機やポンプ等を介して操舵アシストトルクの発生に供するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーステアリング装置に適用される従来のモータ駆動装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
このモータ駆動装置では、モータの先端側にＥＣＵを同軸上に直列配置することで、当該装置の小型化を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のモータ駆動装置では、半導体スイッチング素子について、その最も大きな表面積をもって構成される放熱面を、制御基板に対向配置されるカバー体の基板対向面にヒートスプレッダを介して当接させるように配置した構成となっている。
【０００６】
ここで、当該装置では、複数の半導体スイッチング素子が必要になるため、これら各半導体スイッチング素子によって特にカバー体のスペース（外径）が嵩んでしまい、当該装置の十分な小型化が図れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、装置の十分な小型化を図り得るモータ駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、モータの軸方向一端側に、該モータの駆動制御に供するＥＣＵが付設されたモータ駆動装置であって、とりわけ、ＥＣＵハウジングの内側部に設けられ、制御基板に対してほぼ直交するように構成された受熱面を有するヒートシンクと、該ヒートシンクにおいてＥＣＵハウジングの一端側へと開口するようにして前記ヒートシンクに付設され、前記開口部を介して挿入される半導体モジュールを収容するモジュール収容部と、半導体モジュールの放熱面を前記受熱面に圧接させつつ当該半導体モジュールを前記モジュール収容部内に保持するモジュール保持手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、制御基板と直交するようにして設けられたヒートシンクの受熱面に半導体モジュールの放熱面を当接させる配置としたことから、当該半導体モジュールの実装面積を低減することが可能となって、ＥＣＵの小型化に供される。
【００１０】
しかも、その際、半導体モジュールは、その放熱面がモジュール保持手段によりヒートシンクの受熱面に圧接状態に保持されることになるので、当該半導体モジュールの放熱を効果的に行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の外観を現した斜視図である。
【図２】図１に示すモータ駆動装置についてＥＣＵカバーを外した状態を現す図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、図２に示すモータ駆動装置について制御基板を外した状態を現す図である。
【図４】図３に示すパワー基板単体の斜視図である。
【図５】本発明の特徴説明に供する図３の要部拡大図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】同実施形態に係るモータ駆動装置の組立手順を示した図であって、（ａ）はＥＣＵハウジングの基板収容部内にパワー基板を取り付けた図、（ｂ）は（ａ）にコネクタを接続した図、（ｃ）は（ｂ）にモジュール保持部材を装入してパワーモジュールを固定した図、（ｄ）は（ｃ）に制御基板を組み付けた図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示した図５に相当する図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示した図５に相当する図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態を示した図５に相当する図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態を示した図５に相当する図である。
【図１５】同実施形態の変形例を示した図５に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るモータ駆動装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１３】
すなわち、図１〜図７は本発明の第１実施形態を示しており、このモータ駆動装置は、図１〜図３に示すように、いわゆる３相交流式のモータ１０と、該モータ１０の出力軸１１が突出する軸方向一端側に付設され、当該モータ１０の駆動制御に供するＥＣＵ２０と、から主として構成され、前記出力軸１１の先端側外周を包囲するように、ＥＣＵ２０がモータ１０の同軸上に配置されている。
【００１４】
前記ＥＣＵ２０は、一端側が開口形成される一方、他端側がほぼ閉塞されてモータ１０の一端部に取付固定されるＥＣＵハウジング２１と、該ＥＣＵハウジング２１の一端開口を閉塞するＥＣＵカバー２２と、前記ＥＣＵハウジング２１内に収容され、モータ１０への電力供給に供する電力供給回路を構成するパワー基板２３と、前記ＥＣＵハウジング２１内において前記パワー基板２３と電気的に接続され、後述するパワーモジュール５１〜５３により前記パワー基板２３を制御することによってモータ１０の駆動制御に供する制御基板２４と、前記ＥＣＵハウジング２１に取付固定され、前記パワー基板２３及び制御基板２４に接続されることによって図外のバッテリからの電力供給や情報入力（パワーステアリング装置でいえば、操舵トルク信号や車速信号）等に供するコネクタ２５と、から主として構成されている。
【００１５】
前記ＥＣＵハウジング２１は、アルミニウム合金など良好な放熱性を有する金属材料によってほぼ有底円筒状に構成されたもので、その内周側には、中実の金属材料を軸方向に沿って後述するパワー基板２３の外形状に刳り貫くことで、当該パワー基板２３を収容するための基板収容部３０が形成されている。なお、このＥＣＵハウジング２１の軸方向幅Ｈは、前記パワー基板２３に実装される電子部品で最も高さのある部品（後述する電解コンデンサ５４〜５６等）に合わせて決定され、前記基板収容部３０には、図３に示すように、前記パワー基板２３と一緒に、当該パワー基板２３に実装される一部の電子部品（後述する電解コンデンサ５４〜５６及びコイル５８等）がまとめて収容されるようになっている。
【００１６】
また、前記基板収容部３０を刳り貫き形成したことによって、ＥＣＵハウジング２１の内周側には、残存する残余の部位によって構成された複数（本実施形態では３つ）の第１〜第３ヒートシンク３１〜３３が形成されている。これら各ヒートシンク３１〜３３は、後述するパワーモジュール５１〜５３や電解コンデンサ５４〜５６に対応するように、当該パワーモジュール５１〜５３や電解コンデンサ５４〜５６に近接して設けられ、当該各パワーモジュール５１〜５３や電解コンデンサ５４〜５６の冷却に供されることとなる。
【００１７】
すなわち、前記各ヒートシンク３１〜３３は、前記基板収容部３０に面する側壁部のうち最大幅部Ｌ１〜Ｌ３が軸方向に沿って切り欠かれることによって後述する第１〜第３パワーモジュール５１〜５３をそれぞれ収容する第１〜第３モジュール収容部４１〜４３が穿設されると共に、当該各モジュール収容部４１〜４３を除いた側壁（周壁）３１ａ〜３３ａをもって後述する電解コンデンサ５４〜５６を近接距離でほぼ囲うように構成されている。
【００１８】
また、前記各ヒートシンク３１〜３３の一端面（図３中における上端面）には、制御基板２４の取付固定に供するボス部３４〜３６がそれぞれ突設され、これら各ボス部３４〜３６の内周には、制御基板２４の固定に供するビス３８（図２参照）が螺着される雌ねじ穴３４ａ〜３６ａがそれぞれ形成されている。すなわち、前記各ヒートシンク３１〜３３の一端面に設けられた各ボス部３４〜３６と、ＥＣＵハウジング２１内において前記各ボス部３４〜３６とほぼ等間隔となる位置に立設された第４のボス部３７と、をもって、制御基板２４がねじ止めされるようになっている。
【００１９】
さらに、前記ＥＣＵハウジング２１には、モータ１０の外径より径方向外側へと突出する径方向突部２１ａが設けられ、当該径方向突部２１ａは、その軸方向両側が開口するように構成されている。すなわち、この径方向突部２１ａは、その一方側が基板収容部３０と連通可能に構成される一方、その他方側がモータ１０側に開口するコネクタ取付部３９として構成され、該コネクタ取付部３９に前記コネクタ２５が取付固定される。
【００２０】
前記パワー基板２３は、図４に示すように、そのほぼ中央部にモータ軸挿通孔５０ａが貫通形成されたベースとなる金属基板５０上に絶縁層を介して配線パターン５０ｂが形成されて、その上に、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各相にそれぞれ設けられた、ＭＯＳＦＥＴなど図外の半導体スイッチング素子ないし抵抗体等からなる第１〜第３パワーモジュール５１〜５３（本発明に係る半導体モジュールに相当）や当該各パワーモジュール５１〜５３に対応するかたちでそれぞれ配設された第１〜第３電解コンデンサ５４〜５６、並びにこれらとバスバー５７を介して接続されるコイル５８等、が実装されることにより構成され、中継端子５９を介してコネクタ２５と接続されると共に、当該コネクタ２５を介して図外のバッテリと接続される。
【００２１】
前記第１〜第３パワーモジュール５１〜５３は、図４及び図５に示すように、いずれも、その内部に一対の半導体スイッチング素子や抵抗体等を収容する横断面ほぼ矩形状のモジュール本体６１〜６３と、該各モジュール本体６１〜６３とパワー基板２３との電気的な接続に供する３本のリードフレーム６４と、前記各モジュール本体６１〜６３と制御基板２４との電気的な接続に供する５本のリード端子６５と、を備えている。
【００２２】
前記各モジュール本体６１〜６３には、その一部又は全部が金属材料により構成された比較的大きな面積を有する放熱面６１ａ〜６３ａと、該放熱面６１ａ〜６３ａとほぼ直交するように構成された比較的小さな面積を有する一対の側面６１ｂ〜６３ｂ，６１ｃ〜６３ｃと、前記放熱面６１ａ〜６３ａの反対側に前記各側面６１ｂ〜６３ｂ，６１ｃ〜６３ｃとほぼ直交するように構成された背面６１ｄ〜６３ｄと、が構成され、前記放熱面６１ａ〜６３ａ以外は樹脂モールドによって形成されている。
【００２３】
そして、この第１〜第３パワーモジュール５１〜５３は、前記他の実装部品（前記各電解コンデンサ５４〜５６やコイル５８等）とは異なり、基板収容部３０内ではなく、それぞれ対応する第１〜第３ヒートシンク３１〜３３にほぼ埋め込まれるかたちでＥＣＵハウジング２１内に収容される。すなわち、当該第１〜第３パワーモジュール５１〜５３は、それぞれ対応する前記第１〜第３モジュール収容部４１〜４３内に収容されるようになっている。
【００２４】
前記各モジュール収容部４１〜４３は、いずれも、ＥＣＵハウジング２１の一端開口部へと臨むように形成され、その内側部（内周）には、前記各パワーモジュール５１〜５３の放熱面６１ａ〜６３ａに対向する受熱面４１ａ〜４３ａと、該受熱面４１ａ〜４３ａとそれぞれ直交するように構成されて、前記各パワーモジュール５１〜５３の前記各側面６１ｂ〜６３ｂ，６１ｃ〜６３ｃに対向する一対の側部サポート面４１ｂ〜４３ｂ，４１ｃ〜４３ｃと、該各側部サポート面４１ｂ〜４３ｂ，４１ｃ〜４３ｃに対してそれぞれ直交するように構成されて、前記各パワーモジュール５１〜５３の背面６１ｄ〜６３ｄにそれぞれ対向する一対の背部サポート面４１ｄ〜４３ｄと、がそれぞれ設けられていて、前記受熱面４１ａ〜４３ａを介して前記各パワーモジュール５１〜５３の熱が前記各ヒートシンク３１〜３３に吸収されることとなる。
【００２５】
また、この際、前記各モジュール収容部４１〜４３はいずれも前記各パワーモジュール５１〜５３のモジュール本体６１〜６３より大きな横断面積となるように構成されていて、該各パワーモジュール５１〜５３が前記各モジュール収容部４１〜４３内にて受熱面４１ａ〜４３ａ側へと偏倚して配置され、少なくとも前記各モジュール本体６１〜６３の背面６１ｄ〜６３ｄと前記各モジュール収容部４１〜４３の背部サポート面４１ｄ〜４３ｄとの間に所定の隙間Ｃ１が設けられるような構成となっている。そして、かかる隙間Ｃ１内にはそれぞれ押圧保持部材である第１〜第３モジュール保持部材７１〜７３（本発明に係るモジュール保持手段に相当）が圧入されることにより、前記各モジュール収容部４１〜４３内に前記各パワーモジュール５１〜５３が保持されている。
【００２６】
なお、この際、前記各モジュール保持部材７１〜７３は、比較的軽い圧入によって装入されることになるため、当該圧入に加えて、前記各モジュール本体６１〜６３の背面６１ｄ〜６３ｄを前記各モジュール収容部４１〜４３の背部サポート面４１ｄ〜４３ｄに接着することとしてもよい。
【００２７】
前記各モジュール保持部材７１〜７３は、例えばアルミニウムや銅など比較的高い熱伝導率を有する金属材料により同一形状に形成されたブロック状部材であって、図６に示すように、先細りとなる縦断面楔形状となるように、前記各パワーモジュール５１〜５３の背面６１ｄ〜６３ｄと対向する面がテーパ面７１ａ〜７３ａとして構成されることによって、そのＹ軸方向幅Ｙ１がＺ軸負方向側へ向かって漸次縮小するように構成されている。ここで、当該各モジュール保持部材７１〜７３のＹ軸方向幅Ｙ１は、最大幅となるそのＺ軸正方向端にて前記隙間Ｃ１よりも僅かに大きく、かつ、最小幅となるそのＺ軸負方向端にて前記隙間Ｃ１よりも小さくなるように構成されている。
【００２８】
このように構成することで、前記各モジュール保持部材７１〜７３のテーパ面７１ａ〜７３ａによって、前記各モジュール本体６１〜６３が前記各モジュール収容部４１〜４３内方（図６中における下方）へと押圧されつつ、前記各放熱面６１ａ〜６３ａが前記各受熱面４１ａ〜４３ａに押圧された状態となり、かかる各テーパ面７１ａ〜７３ａによる押圧作用、すなわち前記各モジュール保持部材７１〜７３と前記各背部サポート面４１ｄ〜４３ｄ及び前記各背面６１ｄ〜６３ｄとの圧接に基づく摩擦力、並びに前記各放熱面６１ａ〜６３ａと前記各受熱面４１ａ〜４３ａとの圧接に基づく摩擦力によって、前記各放熱面６１ａ〜６３ａの全体が前記各受熱面４１ａ〜４３ａに、前記各背面６１ｄ〜６３ｄの一部が前記各モジュール保持部材７１〜７３を介して前記各背部サポート面４１ｄ〜４３ｄに、それぞれ密着した状態で、前記各パワーモジュール５１〜５３が前記各モジュール収容部４１〜４３内に保持されることとなる。
【００２９】
なお、前記各モジュール保持部材７１〜７３は、そのＺ軸方向幅Ｚ１が前記各モジュール本体６１〜６３のＺ軸方向幅Ｚ２より小さくなるように設定されていて、当該各モジュール保持部材７１〜７３を組み付けるにあたって、これら各モジュール保持部材７１〜７３のＺ軸負方向端が前記各パワーモジュール５１〜５３の各リードフレーム６５に対し確実に接触しない構成となっている。
【００３０】
前記各電解コンデンサ５４〜５６は、図外のバッテリから供給される電流を蓄電すると共に、前記各パワーモジュール５１〜５３の動作に応じモータ１０に電力を供給する平滑コンデンサである。
【００３１】
前記制御基板２４は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に図外のＣＰＵやドライバ回路等が実装されることにより構成され、コネクタ２５を介して外部から入力される情報（パワーステアリング装置でいえば操舵トルクや車速信号等）や、モータ１０内に配設された図外のレゾルバにより検出されたモータ１０の回転位置に基づいて、前記各パワーモジュール５１〜５３を制御する。
【００３２】
前記コネクタ２５は、ほぼ直線状に形成され、樹脂製のコネクタ本体２５ａ内に、前記各中継端子５９との電気的接続に供する一対の平型端子２５ｂと、制御基板２４との電気的接続に供する多数の丸型端子２５ｃと、が保持固定されることによって構成されていて、前記コネクタ本体２５ａが前記ＥＣＵハウジング２１の径方向突出部２１ａ（コネクタ取付部３９）に取付固定されると共に、該コネクタ取付部３９に貫通形成される前記モータ側開口部である端子挿通部３９ａ（図７参照）を介して、ＥＣＵハウジング２１内に導入された前記各端子２５ｂ，２５ｃが、それぞれ前記各中継端子５９及び制御基板２４に溶接等により接続されている。
【００３３】
以下、前記モータ駆動装置の組立手順について、図７に基づいて説明する。
【００３４】
まず、第１工程として、図７（ａ）に示すように、前記モータ１０が取り付けられたＥＣＵハウジング２１に、前記電子部品等が実装されたパワー基板２３をその一端開口から基板収容部３０内にセットすると共に、当該パワー基板２３として金属基板４０に既に実装された前記各パワーモジュール５１〜５３を前記各モジュール収容部４１〜４３内へと挿入して、パワー基板２３をＥＣＵハウジング２１に接着によって固定する。その後、このパワー基板２３の裏側から基板収容部３０内へと臨むように延設されたモータ１０の各相に係る接続端子１０ｕ〜１０ｗを、金属基板４０に既に接続された中継端子５９ｕ〜５９ｗに溶接により接続する。
【００３５】
次に、第２工程として、図７（ｂ）に示すように、前記ＥＣＵハウジング２１にコネクタ２５をセットし、該コネクタ２５とパワー基板２３とを接続する。すなわち、コネクタ本体２５ａをＥＣＵハウジング２１のコネクタ取付部３９に取付固定すると共に、前記各平型端子２５ｂ等を、端子挿通部３９ａを通じて基板収容部３０内へと挿入し、前記中継端子５９等に溶接により接続する。
【００３６】
続いて、第３工程として、図７（ｃ）に示すように、前記各パワーモジュール５１〜５３のモジュール本体６１〜６３の背面６１ｄ〜６３ｄと前記各モジュール収容部４１〜４３の背部サポート面４１ｄ〜４３ｄとの間に形成される隙間Ｃ１にモジュール保持部材７１〜７３を挿入し、前記各パワーモジュール５１〜５３を前記各モジュール収容部４１〜４３内に保持させる。
【００３７】
その後、第４工程として、図７（ｄ）に示すように、予め電子部品等が実装された制御基板２４を前記ＥＣＵハウジング２１の一端開口から前記各ヒートシンク３１〜３３上に載置するようにセットし、制御基板２４をＥＣＵハウジング２１にビス３８によって固定すると共に、コネクタ２５の前記各丸型端子２５ｃをそれぞれ制御基板２４に半田によって接続した後、ＥＣＵハウジング２１の一端開口部をＥＣＵカバー２２によって閉塞することにより（図１参照）、モータ駆動装置の組立が完了する。
【００３８】
以上のことから、本実施形態に係る前記モータ駆動装置によれば、制御基板２４に直交するかたちで金属基板４０上に前記各パワーモジュール５１〜５３を配置して、当該各パワーモジュール５１〜５３のモジュール本体６１〜６３において最大面積を有する前記各放熱面６１ａ〜６３ａを、従来のように金属基板４０の表面ではなく、前記各ヒートシンク３１〜３３内側部に構成される前記各受熱面４１ａ〜４３ａにそれぞれ当接させるように構成したことから、前記各パワーモジュール５１〜５３の占有する金属基板４０の面積、すなわちＥＣＵハウジング２１の基板収容部３０の面積を低減することが可能となって、ＥＣＵ２０の小型化に供される。
【００３９】
しかも、この際、前記各パワーモジュール５１〜５３は、前記各モジュール本体６１〜６３の放熱面６１ａ〜６３ａが、前記各ヒートシンク３１〜３３の受熱面４１ａ〜４３ａにそれぞれ圧接（密着）した状態で保持されることから、前記各モジュール本体６１〜６３熱を前記各ヒートシンク３１〜３３へと効率よく伝達することが可能となり、当該各パワーモジュール５１〜５３の放熱を効果的に行うことができる。
【００４０】
また、前記各モジュール保持部材７１〜７３は、それぞれのＺ軸方向幅Ｚ１が、前記各モジュール本体６１〜６３のＺ軸方向幅Ｚ２よりも小さく、かつ、それぞれのＺ軸正方向端のＹ軸方向幅が、前記各モジュール本体６１〜６３が前記各モジュール収容部４１〜４３に適切に保持されるように設定されていることから、当該各モジュール収容部４１〜４３の組み付けにあたり、それぞれのＺ軸正方向端が前記各ヒートシンク３１〜３３のＺ軸正方向端と面一になるまで押し込めば足り、その挿入量を管理する必要がない。よって、装置の組立作業性の容易化が図れ、当該作業性の向上にも供される。
【００４１】
なお、本実施形態では、前記各モジュール保持部材７１〜７３につき、前記テーパ面７１ａ〜７３ａを、前記各パワーモジュール５１〜５３（前記各背面６１ｄ〜６３ｄ）との対向面のみに設ける構成としたが、前述のように、当該各モジュール保持部材７１〜７３は、前記各モジュール本体６１〜６３を前記各受熱面４１ａ〜４３ａへと押圧可能となるように構成されていればよいことから、前記テーパ面７１ａ〜７３ａについては、前記各モジュール収容部４１〜４３の背部サポート面４１ｄ〜４３ｄとの対向面に設けてもよく、また、両面に設けることとしてもよい。
【００４２】
さらには、前記各モジュール保持部材７１〜７３を、前記各放熱面６１ａ〜６３ａと前記各受熱面４１ａ〜４３ａとの間に装入するように構成することも可能である。この場合であっても、前記各モジュール本体６１〜６３の熱は、前記各モジュール保持部材７１〜７３を介して前記各ヒートシンク３１〜３３（前記各受熱面４１ａ〜４３ａ）へ間接的に伝達されることとなって、当該各モジュール本体６１〜６３の十分な放熱を図ることができる。
【００４３】
図８及び図９は本発明に係るモータ駆動装置の第２実施形態を表したものであって、前記第１実施形態に係る前記各モジュール保持部材７１〜７３の構成を変更したものである。なお、当該変更は前記各モジュール保持部材７１〜７３間で全て同一であることから、以下では、第１モジュール保持部材７１のみについて説明するものとし、第２、第３モジュール保持部材７２，７３については説明を省略する。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、前記モジュール保持部材７１の代わりに一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂを、前記モジュール収容部４１内において、パワーモジュール５１の前記各側面６１ｂ，６１ｃとモジュール収容部４１の前記各側部サポート面４１ｂ，４１ｃとの間に形成される各隙間Ｃ２内に装入（圧入）するように構成したものである。
【００４５】
前記一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂは、基本的に前記各隙間Ｃ２を埋めるように構成されていて、そのＸ軸方向幅Ｘ１（当該軸方向幅の最大値）については、前記各隙間Ｃ２のＸ軸方向幅Ｘ２より若干大きくなるように設定されている。また、かかる一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂにおけるパワーモジュール５１の前記各側面６１ｂ，６１ｃとの対向面には、それぞれ所定のテーパ面７１ｃ，７１ｄが形成されていて、他の側面はモジュール収容部４１の内周面と平行となるように構成されている。そして、前記各テーパ面７１ｃ，７１ｄは、前記各モジュール保持部材７１ａ，７１ｂのＸ軸方向幅Ｘ１が、Ｙ軸正方向側へと向かって漸次縮小するように、かつ、前記第１実施形態と同様にＺ軸負方向側へと向かって漸次縮小するように、それぞれ設定されている。
【００４６】
以上のような構成から、本実施形態においても、前記一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂを前記各隙間Ｃ２内に挿入することにより、前記両テーパ面７１ｃ，７１ｄをもってパワーモジュール５１の放熱面６１ａが受熱面４１ａに押圧されつつモジュール収容部４１の内方へと押圧されることとなって、当該パワーモジュール５１がモジュール収容部４１内に保持されることとなる。この結果、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、前記両モジュール保持部材７１ａ，７１ｂが共にモジュール収容部４１の内周面に密着する構成となっているため、前記放熱面６１ａに加え、前記各側面６１ｂ，６１ｃからも放熱効果を得ることができ、前記ヒートシンク３１による放熱効果のさらなる向上に供される。
【００４８】
また、本実施形態では、前記各モジュール保持部材７１ａ，７１ｂにつき、前記各テーパ面７１ｃ，７１ｄを、パワーモジュール５１（前記各側面６１ｂ，６１ｃ）との対向面のみに設ける構成としたが、モジュール収容部４１の前記各側部サポート面４１ｂ，４１ｃとの各対向面に設けてもよく、また、両面に設けることとしてもよい。
【００４９】
図１０及び図１１は本発明に係るモータ駆動装置の第３実施形態を表したものであって、前記第１実施形態に係る前記各モジュール保持部材７１〜７３を前記各パワーモジュール５１〜５３のモジュール本体６１〜６３と一体化したものである。なお、当該変更は前記各パワーモジュール５１〜５３間で全て同一であることから、以下では、第１パワーモジュール５１のみについて説明するものとし、第２、第３パワーモジュール５２，５３については説明を省略する。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、前記モジュール保持部材７１を廃止して、前記パワーモジュール５１のモジュール本体６１の背面６１ｄを前記第１実施形態に係るモジュール保持部材７１のテーパ面７１ａによって構成したものである。このように構成したことで、当該パワーモジュール５１を前記モジュール収容部４１内へと挿入することに伴い、放熱面６１ａ全体がモジュール収容部４１の受熱面４１ａへと圧接しつつ、背面６１ｄの一部がモジュール収容部４１の背部サポート面４１ｄに圧接した状態となり、前記第１実施形態と同様、放熱面６１ａを受熱面４１ａに密着させた状態で当該パワーモジュール５１をモジュール収容部４１内に保持させることが可能となる。この結果、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、とりわけ、本実施形態では、パワーモジュール５１のモジュール本体６１と、これとは別体に構成されたモジュール保持部材７１と、を一体に構成したことで、装置の構成部品点数を削減することが可能となって、装置の組立工数削減や組立作業の簡素化等が図れ、装置の製造コストの低廉化に供される。
【００５２】
なお、本実施形態では、前記テーパ面７１ａにつき、モジュール収容部４１の背部サポート面４１ｄとの対向面のみに設ける構成としたが、第１実施形態と同様、モジュール収容部４１の受熱面４１ａとの対向面である放熱面６１ａに設けてもよく、また、両面に設けることとしてもよい。
【００５３】
図１２及び図１３は本発明に係るモータ駆動装置の第４実施形態を表したものであって、前記第２実施形態に係る前記各モジュール保持部材７１〜７３の構成を変更したものである。なお、当該変更は前記各モジュール保持部材７１〜７３間で全て同一であることから、以下では、第１モジュール保持部材７１のみについて説明するものとし、第２、第３モジュール保持部材７２，７３については説明を省略する。
【００５４】
すなわち、本実施形態では、前記一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂのＸ軸方向幅Ｘ１を、前記各隙間Ｃ２のＸ軸方向幅Ｘ２より僅かに大きな寸法でもって、Ｙ軸方向において一定となるように構成したものである。
【００５５】
かかる構成とした場合にも、前記一対のモジュール保持部材７１ａ，７１ｂにより、パワーモジュール５１のモジュール本体６１を保持ないし固定でき、当該構成であっても、パワーモジュール５１が制御基板２４に対して直交する配置となることから、ＥＣＵ２０の小型化に供される。
【００５６】
また、本実施形態のように、前記パワーモジュール５１をモジュール収容部４１のＹ軸方向間で圧入状態に収容する構成としたことで、前記放熱面６１ａによる放熱効果も確保される。
【００５７】
なお、本実施形態でも、前記パワーモジュール５１の各側面６１ｂ，６１ｃは、前記各モジュール保持部材７１ａ，７１ｂを介して前記各側部サポート面４１ｂ，４１ｃに間接的に圧接することになるため、当該各側面６１ｂ，６１ｃからも放熱効果を得ることができ、前記ヒートシンク３１による放熱効果のさらなる向上に供される。
【００５８】
また、本実施形態でも、前記各モジュール保持部材７１ａ，７１ｂにつき、前記各テーパ面７１ｃ，７１ｄをパワーモジュール５１（前記各側面６１ｂ，６１ｃ）との対向面のみに設ける構成としたが、前記第２実施形態で説明したように、モジュール収容部４１の前記各側部サポート面４１ｂ，４１ｃとの各対向面に設けてもよく、また、両面に設けることとしてもよい。
【００５９】
図１４は本発明に係るモータ駆動装置の第５実施形態を表したものであって、前記第１実施形態に係るパワーモジュール５１〜５３の保持手段を変更したものである。なお、当該変更は前記各パワーモジュール５１〜５３間で全て同一であることから、以下では、第１パワーモジュール５１のみについて説明するものとし、第２、第３パワーモジュール５２，５３については説明を省略する。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、モジュール収容部４１の背部サポート面４１ｄを廃止し、当該モジュール収容部４１のＹ軸負方向側が基板収容部３０に開口するように構成されると共に、当該モジュール収容部４１の内部寸法がパワーモジュール５１（モジュール本体６１）の外部寸法より僅かに小さく設定され、当該モジュール収容部４１内においてパワーモジュール５１が圧入保持されるように構成されている。
【００６１】
このような構成によっても、前記モジュール本体６１の放熱面６１ａを前記モジュール収容部４１の受熱面４１ａに密着させることができ、前記第１実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態の場合には、前記各モジュール保持部材７１〜７３を廃止することができるため、装置の構成部品点数の削減による生産性の向上や製造コストの低廉化にも寄与できる。
【００６３】
なお、本実施形態では、前記モジュール本体６１全体を前記モジュール収容部４１内に収容する構成としたが、必ずしもモジュール本体６１全体がヒートシンク３１内に収容されている必要はなく、例えば図１５に示すように、前記モジュール収容部４１を縮小してモジュール本体６１の一部を当該モジュール収容部４１内に圧入保持させるように構成してもよく、かかる構成によっても、前述のような本実施形態の特異な作用効果が得られる。
【００６４】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばＥＣＵハウジング２１や前記各基板２３，２４の形状、並びにパワー基板２３の実装部品の構成等については、その適用対象（例えばパワーステアリング装置）の仕様等に応じて自由に変更することができる。
【００６５】
さらに、前記各実施形態では、本発明に係る半導体モジュールとして、内部に一対の半導体スイッチング素子や抵抗体等が収容されてなるモジュール本体６１〜６３によって構成される前記各パワーモジュール５１〜５３を用いた形態について例示しているが、本発明に係る半導体モジュールは、前記各パワーモジュール６１〜６３のような複合的なもののみならず、半導体素子単体をも含む概念である。換言すれば、前記各実施形態に係るパワーモジュール６１〜６３の代わりに半導体素子単体を用いることとしても、前記各実施形態の作用効果を奏し得る。
【００６６】
また、前記各実施形態では、前記各モジュール保持部材７１〜７３又は前記各モジュール本体６１〜６３側のみ前記各テーパ面７１ａ〜７３ａ等を設ける構成としたが、これに加え、当該各テーパ面７１ａ〜７３ａ等と対向する前記各モジュール収容部４１〜４３の背面４１ｄ〜４３ｄ（当該各テーパ面７１ａ〜７３ａを前記各モジュール本体６１〜６３との対向面に設ける場合には当該各モジュール本体６１〜６３）等に、前記各テーパ面７１ａ〜７３ａ等に対応する（係合する）テーパ面を設けることとしてもよい。このような構成とした場合には、相互のテーパ面の係合をもって、前記各モジュール本体６１〜６３を、前記各ヒートシンク３１〜３３に対して、直接又は前記各モジュール保持部材７１〜７３を介して間接的に、より適切に密着させることが可能となり、前記各パワーモジュール５１〜５３のより効果的な放熱に供されることとなる。
【００６７】
また、前記各モジュール保持部材７１〜７３については、前述のような金属材料のみならず、樹脂材料によって形成することも可能であり、このように、当該各モジュール保持部材７１〜７３を樹脂材料によって形成した場合には、当該各モジュール保持部材７１〜７３によって前記各パワーモジュール５１〜５３を損傷してしまうおそれがなく、装置の品質向上に供される。また、前記各モジュール保持部材７１〜７３を樹脂製とすることで、これら各モジュール保持部材７１〜７３と他の回路との干渉を回避するための絶縁処理等も不要となり、装置の製造コストの低廉化等にも貢献できる。
【００６８】
さらに、前記各モジュール保持部材７１〜７３のＺ軸方向幅Ｚ１についても、第１、第３実施形態であればその正方向端のＹ軸方向幅が前記隙間Ｃ１よりも大きく設定され、また、第２、第４実施形態であればその正方向端のＸ軸方向幅が前記隙間Ｃ２よりも大きく設定されることによって前記各モジュール本体６１〜６３が前記各ヒートシンク３１〜３３へと押し付けられた状態で前記各モジュール収容部４１〜４３内に保持される構成となっていればよいことから、制御基板２４の搭載位置等、装置の仕様に応じて自由に変更可能である。
【００６９】
その他、前記各実施形態では、前記各パワーモジュール５１〜５３において過電流保護機能を担保させることによりリレーを省略した構成となっているが、当該リレーを別途設けるかたちで構成することも可能である。その場合には、よりバッテリに近い位置となるコネクタ２５（中継端子５９）近傍に配置することで、前記各電解コンデンサ５４〜５６等の実装部品に対する悪影響が極力抑制される。
【符号の説明】
【００７０】
１０…モータ
２０…ＥＣＵ
２１…ＥＣＵハウジング
２４…制御基板
３１，３２，３３…第１〜第３ヒートシンク（ヒートシンク）
４１，４２，４３…第１〜第３モジュール収容部（モジュール収容部）
４１ａ，４２ａ，４３ａ…第１〜第３ヒートシンクの受熱面（受熱面）
５１，５２，５３…第１〜第３パワーモジュール（半導体モジュール）
６１ａ，６２ａ，６３ａ…第１〜第３パワーモジュールの放熱面（放熱面）
７１，７２，７３…第１〜第３モジュール保持部材（モジュール保持手段）
【図１】
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【図２】
0005566356.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005566356.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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