(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭を形成する筒状のモータケース、前記モータケースの径方向内側に配置され複数相を構成するように巻線が巻回されたステータ、前記ステータの径方向内側に配置され前記ステータに対して相対回転可能に設けられるロータ、および前記ロータと共に回転するシャフトを有するモータと、
前記モータケースの軸方向における端面から立ち上がる方向に形成される受熱面を有するヒートシンクと、
前記巻線への通電を切り替えるスイッチング素子、前記スイッチング素子をモールドするモールド部、および前記モールド部から突出する端子部を有し、前記ヒートシンクの前記受熱面に沿って配置されるパワーモジュールと、
前記モータの駆動を制御する制御部を有し、前記パワーモジュールと電気的に接続される制御配線部と、
前記巻線に通電される巻線電流が通電され、前記パワーモジュールと電気的に接続されるパワー配線部と、
前記モータケースから取り出され、前記パワーモジュールと前記巻線とを電気的に接続するモータ線と、
を備え、
軸方向において、前記モータケース、前記制御配線部、前記ヒートシンクおよび前記パワーモジュール、前記パワー配線部がこの順で配列され、
前記モータ線は、軸方向において、前記パワーモジュールの前記モールド部よりも反前記モータケース側において前記パワーモジュールと接続され、
前記モータ線は、径方向において前記パワーモジュールの径方向外側を通って、前記反モータケース側において前記パワーモジュールと接続されることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記シャフト、前記ヒートシンク、前記パワーモジュールが、径方向内側から外側に向かってこの順で配列されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記モータ線と前記パワーモジュールとは、前記パワー配線部を介して接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記モータ線と前記パワーモジュールとは、前記パワー配線部を介さずに直接接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記ヒートシンクは、相互に離間する複数の柱状部を有し、
前記パワーモジュールは、複数の駆動系統に対応するよう複数設けられ、前記一つの柱状部に対し一つの前記駆動系統が対応するように前記柱状部に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機と電動機の駆動を制御するコントローラとを備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のステアリングの取り回しを補助する機構として、電動式でトルクを発生させる電動パワーステアリングシステム（以下「ＥＰＳシステム」という。）が注目されている。ＥＰＳシステムでは、油圧式のシステムと異なり、運転者のステアリング操作があったときにだけアシストが行われる。そのため、低燃費の実現などメリットが多い。
【０００３】
このＥＰＳシステムのトルク発生源としてのモータには、例えば三相交流を印加することで回転駆動されるブラシレスモータが用いられる。このようなブラシレスモータを用いる場合、複数相（例えば三相）の巻線へ位相の異なる巻線電流を供給するため、所定電圧（例えば１２Ｖ）の直流出力から位相がずれた交流出力を作り出す必要がある。したがって、巻線電流を切り換えるためのコントローラが必要となってくる。このコントローラには、スイッチング機能を実現する半導体モジュールが含まれる。
【０００４】
従来の駆動装置では、コントローラを電動機の近傍に配置したものが開示されている（例えば特許文献１〜４参照）。例えば特許文献１では、電動機、ヒートシンク、パワー基板および半導体スイッチング素子、制御基板という順で積層構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２０７３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２３４１５８号公報
【特許文献３】特開平１０−３２２９７３号公報
【特許文献４】特開２００４−１５９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで特許文献１では、半導体スイッチング素子は、その幅広面がパワー基板と平行にパワー基板上に実装されている。そのため、パワー基板上において半導体スイッチング素子の占める面積が大きく、径方向の体格を小型化することが困難であった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格を小型化可能な駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の駆動装置は、モータと、ヒートシンクと、制御配線部と、パワーモジュールと、パワー配線部と、モータ線と、を備える。モータは、モータケース、ステータ、ロータおよびシャフトを有する。筒状のモータケースは、外郭を形成する。ステータは、モータケースの径方向内側に配置され、複数相を構成するように巻線が巻回される。ロータは、ステータの径方向内側に配置され、ステータに対して相対回転可能に設けられる。シャフトは、ロータと共に回転する。
【０００８】
ヒートシンクは、モータケースの軸方向における端面から立ち上がる方向に形成される受熱面を有する。パワーモジュールは、パワーモジュールは、スイッチング素子、モールド部、および端子部を有する。スイッチング素子は、巻線への通電を切り替える。モールド部は、スイッチング素子をモールドする。端子部は、モールド部から突出する。またパワーモジュールは、ヒートシンクの受熱面に沿って配置される。制御配線部は、モータの駆動を制御する制御部を有し、パワーモジュールと電気的に接続される。パワー配線部は、巻線に通電される巻線電流が通電され、パワーモジュールと電気的に接続される。モータ線は、モータケースから取り出され、パワーモジュールと巻線とを電気的に接続する。
本発明の駆動装置では、軸方向において、モータケース、制御配線部、ヒートシンクおよびパワーモジュール、パワー配線部が、この順で配列される。また、モータ線は、軸方向において、モールド部よりも反モータケース側において、パワーモジュールと接続される。
【０００９】
本発明では、パワーモジュールは、ヒートシンクのモータケースの軸方向における端面から立ち上がる方向に形成される受熱面に沿って配置される。換言すると、パワーモジュールは、モータケースの軸方向における端面に対して水平に配置されているのではなく、モータケースの軸方向における端面に対して「縦配置」されている、ということである。これにより、モータを軸方向に投影したモータシルエット内の領域を有効に利用することができ、径方向における体格を小型化することができる。
【００１０】
また、制御配線部、パワーモジュール、ヒートシンク、およびパワー配線部をコントローラとすると、本発明の駆動装置では、コントローラをモータの軸方向に配置しているので、径方向における体格を小型化することができる。また、モータとコントローラとを軸方向において分けて配置しているので、モータとコントローラとの分離が比較的容易であり、例えばモータの出力が変わった場合、ヒートシンクの熱マスを変えるだけで対応可能であるため、部品を共通化して様々なスペックの駆動装置を製造することができる。また例えば、モータまたはコントローラの一方が故障した場合、故障したモータまたはコントローラのみを容易に交換することができる。
【００１１】
さらにまた、軸方向において、モータケース、制御配線部、パワーモジュールおよびヒートシンク、パワー配線部を、この順で配列し、モータの回転を外部へ出力する出力端をモータの反コントローラ側に設ければ、シャフトが制御配線部を貫通しないように構成することができる。シャフトが制御配線部を貫通しないように構成すれば、シャフトを短くすることができるので、ロータの回転に伴う軸ブレを抑制することができる。また、制御配線部の領域を有効に利用することができ、装置全体を小型化することができる。
【００１２】
さらに、大電流が通電されるパワー配線部と、大電流を通電する必要のない制御配線部とを分離している。これにより、例えば制御配線部として基板を用いた場合、銅箔を薄くする等、比較的小さな電流を通電可能に構成すればよい。
【００１３】
また、本発明では、モータ線は、軸方向において、パワーモジュールのモールド部より反モータケース側においてパワーモジュールと接続される。本発明では、軸方向において、モータ、制御配線部、ヒートシンクおよびパワーモジュール、パワー配線部がこの順で配列されているので、モータ線とパワーモジュールとの接続部は、駆動装置全体の軸方向における端部近傍に位置することになる。これにより、モータ線とパワーモジュールとを接続しやすくなる。また、モータ線とパワーモジュールとの接続部が駆動装置全体の軸方向における端部近傍に位置するので、駆動装置が故障した場合において、修理がしやすくなる。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、モータ線は、径方向において、パワーモジュールの径方向外側を通って、反モータケース側においてパワーモジュールと接続される。これにより、モータ線は、径方向内側のスペースを貫通することなく径方向外側の領域にてパワーモジュールを跨いでパワー配線部側まで延びて形成されるので、径方向内側のスペースに他の部材を配置する等、径方向におけるスペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、シャフト、ヒートシンク、パワーモジュールが、径方向内側から外側に向かってこの順で配列される。これにより、径方向におけるスペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。また、例えばモータ線とパワーモジュールとの接続を溶接等により行う場合、請求項２に記載の構成を採用すれば、モータ線とパワーモジュールとの接続を、駆動装置全体の軸方向における端部近傍であって、径方向外側の領域で行うことができるので、作業性が向上する。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、モータ線とパワーモジュールとは、パワー配線部を介して接続される。これにより、例えばパワー配線部に基板を用いた場合、パワーモジュールの端子部とパワー配線部との接続、および、モータ線とパワーモジュールとの接続を一工程にて行うことができるので、製造工程を簡略化することができる。
請求項４に記載の発明では、モータ線とパワーモジュールとは、パワー配線部を介さずに直接接続される。これにより、配線インピーダンスを低減することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、ヒートシンクは、相互に離間する複数の柱状部を有する。これにより、パワーモジュールからの放熱を分散することができる。また、パワーモジュールは、複数の駆動系統に対応するように複数設けられ、一つの柱状部に対して一つの駆動系統が対応するように柱状部に配置される。パワーモジュールから発生する熱が駆動系統ごとに同等であれば、放熱ブロックに対して系統毎に配置することにより、バランスよく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のパワーステアリング装置の構成を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による駆動装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による駆動装置の平面図である。
【図４】カバーを取り外した状態の図３のＩＶ方向矢視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態によるコントローラの平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図７のＩＸ方向矢視図である。
【図１０】図７のＸ方向矢視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるコントローラの斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ方向矢視図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ方向矢視図である。
【図１５】本発明の第１実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の斜視図である。
【図１６】本発明の第１実施形態によるパワーユニットの平面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ方向矢視図である。
【図１８】本発明の第１実施形態によるパワーユニットの斜視図である。
【図１９】本発明の第1実施形態による制御配線部およびパワー配線部を説明する説明図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の斜視図である。
【図２２】本発明の第３実施形態によるヒートシンクにパワーモジュールを組み付けた状態の斜視図である。
【図２３】本発明の第４実施形態による駆動装置の平面図である。
【図２４】図２３のＫ方向矢視図である。
【図２５】本発明の第４実施形態による駆動装置の斜視図である。
【図２６】図２３のＡ−Ａ線断面図である。
【図２７】本発明の第５実施形態による駆動装置の平面図である。
【図２８】図２７のＰ方向矢視図である。
【図２９】図２７のＱ方向矢視図である。
【図３０】本発明の第５実施形態による駆動装置の斜視図である。
【図３１】図３０の記号Ｒで示す部分を拡大した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。
なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置を図１〜図１９に示す。本実施形態の駆動装置１は、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用される。駆動装置１は、モータ２およびコントローラ３を備える。コントローラ３は、制御配線部としての制御基板４０、ヒートシンク５０、パワーモジュール６０、パワー配線部としてのパワー基板７０等から構成されている。
【００２０】
最初に、ＥＰＳの電気的構成を図１に基づいて説明する。ここで説明する電気的構成は、以下の実施形態にも共通する。
図１に示すように、駆動装置１は、車両のステアリング５の回転軸たるコラム軸６に取り付けられたギア７を介しコラム軸６に回転トルクを発生させ、ステアリング５による操舵をアシストする。具体的には、ステアリング５が運転者によって操作されると、当該操作によってコラム軸６に生じる操舵トルクをトルクセンサ８によって検出し、また、車速情報を図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）から取得して、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。もちろん、このような機構を利用すれば、制御手法によっては、操舵のアシストのみでなく、高速道路における車線キープ、駐車場における駐車スペースへの誘導など、ステアリング５の操作を自動制御することも可能である。
【００２１】
モータ２は、ギア７を正逆回転させるブラシレスモータである。モータ２は、コントローラ３により電流の供給および駆動が制御される。コントローラ３は、モータ２を駆動する駆動電流が通電されるパワー部１００、および、モータ２の駆動を制御する制御部９０から構成される。
【００２２】
パワー部１００は、電源７５から電源ラインに介在するチョークコイル７６、コンデンサ７７、および、二組のインバータ８０、８９を有している。インバータ８０とインバータ８９とは、同様の構成であるので、ここではインバータ８０について説明する。
一方のインバータ８０は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor  field-effect  transistor、以下、「ＭＯＳ」という。）８１〜８６を有している。ＭＯＳ８１〜８６は、ゲート電位により、ソース−ドレイン間がＯＮ（導通）またはＯＦＦ（遮断）される。なお、ＭＯＳ８１〜８６が「スイッチング素子」に対応している。
【００２３】
ＭＯＳ８１は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８４のドレインに接続されている。ＭＯＳ８４のソースは、グランドに接続されている。ＭＯＳ８１とＭＯＳ８４との接続点は、モータ２のＵ相コイルに接続されている。
ＭＯＳ８２は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８５のドレインに接続されている。ＭＯＳ８５のソースは、グランドに接続されている。ＭＯＳ８２とＭＯＳ８５との接続点は、モータ２のＶ相コイルに接続されている。
ＭＯＳ８３は、ドレインが電源ラインに接続され、ソースがＭＯＳ８６のドレインに接続されている。ＭＯＳ８６のソースは、グランドに接続されている。ＭＯＳ８３とＭＯＳ８６との接続点は、モータ２のＷ相コイルに接続されている。
【００２４】
また、インバータ８０は、電源リレー８７、８８を有している。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８６と同様のＭＯＳＦＥＴにより構成される。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８３と電源７５との間に設けられ、異常時に電流が流れるのを遮断可能である。なお、電源リレー８７は、断線故障やショート故障等が生じた場合にモータ２側へ電流が流れるのを遮断するために設けられる。また、電源リレー８８は、コンデンサ７８等の電子部品が誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れないように、逆接保護のために設けられる。
【００２５】
シャント抵抗９９は、ＭＯＳ８４〜８６とグランドとの間に電気的に接続される。シャント抵抗９９に印加される電圧または電流を検出することにより、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに通電される電流を検出する。
【００２６】
チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、電源７５と電源リレー８７との間に電気的に接続されている。チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、フィルタ回路を構成し、電源７５を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、駆動装置１から電源７５を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。
【００２７】
コンデンサ７８は、電源ライン側に設けられるＭＯＳ８１〜８３の電源側と、グランド側に設けられるＭＯＳ８４〜８６のグランド側と、の間に電気的に接続されている。コンデンサ７８は、電荷を蓄えることで、ＭＯＳ８１〜８６への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
【００２８】
制御部９０は、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、回転検出部としての位置センサ９３、および、マイコン９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、機能ブロックとして、レギュレータ部９５、位置センサ信号増幅部９６、および、検出電圧増幅部９７を含む。
【００２９】
レギュレータ部９５は、電源を安定化する安定化回路である。レギュレータ部９５は、各部へ供給される電源の安定化を行う。例えばマイコン９４は、このレギュレータ部９５により、安定した所定電圧（例えば５Ｖ）で動作することになる。
【００３０】
位置センサ信号増幅部９６には、位置センサ９３からの信号が入力される。位置センサ９３は、モータ２の回転位置信号を検出し、検出された回転位置信号は、位置センサ信号増幅部９６に送られる。位置センサ信号増幅部９６は、回転位置信号を増幅してマイコン９４へ出力する。
検出電圧増幅部９７は、シャント抵抗９９の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン９４へ出力する。
【００３１】
マイコン９４には、モータ２の回転位置信号、および、シャント抵抗９９の両端電圧が入力される。また、マイコン９４には、コラム軸６に取り付けられたトルクセンサ８から操舵トルク信号が入力される。さらにまた、マイコン９４には、ＣＡＮを経由して車速情報が入力される。マイコン９４は、操舵トルク信号および車速情報が入力されると、ステアリング５による操舵を車速に応じてアシストするように、回転位置信号に合わせてプリドライバ９１を介してインバータ８０を制御する。具体的には、マイコン９４は、プリドライバ９１を介してＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、インバータ８０を制御する。つまり、６つのＭＯＳ８１〜８６のゲートがプリドライバ９１の６つの出力端子に接続されているため、プリドライバ９１によりゲート電圧を変化させることにより、ＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００３２】
また、マイコン９４は、検出電圧増幅部９７から入力されるシャント抵抗９９の両端電圧に基づき、モータ２へ供給する電流を正弦波に近づけるべくインバータ８０を制御する。なお、制御部９０は、インバータ８９についてもインバータ８０と同様に制御する。
【００３３】
次に、駆動装置１の構造について、図２〜図１９に基づいて説明する。図２〜図６は、駆動装置１の全体を示した図であり、図７〜１１は、コントローラ３を示した図であり、図１２〜１５は、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０を示した図であり、図１６〜図１８は、パワーユニット１０５を示した図である。また、図１９は、図１と対応する図であって、制御基板４０およびパワー基板７０の回路構成を説明する図である。
本実施形態の駆動装置１は、モータ２の軸方向の一方の端部にコントローラ３が設けられており、モータ２とコントローラ３とが積層構造になっている。
【００３４】
まず、図２に基づいて、モータ２について説明する。モータ２は、モータケース１０、ステータ２０、ロータ３０、シャフト３５等を備えている。
モータケース１０は、鉄等により筒状に形成される。モータケース１０のコントローラ３と反対側の端部には、アルミにより形成されるフレームエンド１４がねじ等により固定される。モータケース１０のコントローラ３側の端部の軸中心には、開口１１が設けられている。開口１１には、シャフト３５が挿通される。
モータケース１０のコントローラ３側の端部には、樹脂ガイド１６が設けられる。樹脂ガイド１６は、略環状に形成され、中心部が開口している。
【００３５】
モータケース１０の径方向内側には、ステータ２０が配置される。ステータ２０は、モータケース１０の径方向内側に突出する１２個の突極２１を有している。突極２１は、モータケース１０の周方向に所定間隔で設けられている。突極２１は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心２３、および積層鉄心２３の軸方向外側に嵌合する図示しないインシュレータを有している。インシュレータには、巻線２６が巻回されている。巻線２６は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルからなる三層巻線を構成している。
【００３６】
ステータ２０の径方向内側には、ロータ３０がステータ２０に対して相対回転可能に設けられる。ロータ３０は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成される。ロータ３０は、ロータコア３１と、ロータコア３１の径方向外側に設けられる永久磁石３２を有している。永久磁石３２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配列されている。
【００３７】
シャフト３５は、ロータコア３１の軸中心に形成された軸穴３３に固定されている。シャフト３５は、モータケース１０に設けられる軸受１２およびフレームエンドに設けられる軸受１５によって回転可能に支持される。これにより、シャフト３５は、ステータ２０に対し、ロータ３０とともに回転可能となっている。
【００３８】
シャフト３５は、コントローラ３側の端部にマグネット３６を有している。シャフト３５のコントローラ３側は、モータケース１０の開口１１に挿通されているので、シャフト３５のコントローラ３側の端部に設けられるマグネット３６は、コントローラ３側に露出している。また、本実施形態では、シャフト３５は、制御基板４０を貫通しておらず、マグネット３６は、制御基板４０のモータ２側の端面４１の近傍であって、端面４１と対向する位置に配置される。
また、シャフト３５は、コントローラ３の反対側の端部に出力端３７を有している。シャフト３５の反コントローラ３側には、内部にギア７を有する図示しないギアボックスが設けられる。ギア７は、出力端３７と連結され、シャフト３５の駆動力によって回転駆動される。
【００３９】
図５および図６に示すように、モータ線２７は、巻線２６の６箇所から引き出されている。モータ線２７は、樹脂ガイド１６に設けられる６つの孔に挿通される。これにより、モータ線２７は、樹脂ガイド１６によって位置決めされるとともに、モータケース１０との絶縁が確保される。また、モータ線２７は、コントローラ３側へ引き出され、制御基板４０、パワーモジュール６０の径方向外側を通ってパワー基板７０に接続される。すなわち、モータ２の軸方向から見たとき、モータ線２７は、パワーモジュール６０よりも径方向外側に配置される。また、モータ線２７は、パワーモジュール６０の径方向外側の領域にてパワーモジュール６０を跨いでパワー基板７０側まで延びて形成される。
【００４０】
次に、図５〜図１８に基づいて、コントローラ３について説明する。
コントローラ３は、モータケース１０を軸方向に投影した領域であるモータケース領域に収まるように設けられている。コントローラ３は、軸方向において、モータ２側から、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０がこの順で配列されている。すなわち、軸方向において、モータケース１０、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０が、この順で配列されている。
【００４１】
制御基板４０は、例えばガラスエポキシ基板により形成される４層基板であって、モータケース領域に収まる略長方形の板状に形成される。制御基板４０の四隅は、ヒートシンク５０をモータケース１０に組み付けるための逃がしとして、切欠４２が形成されている。また、制御基板４０は、モータ２側からねじ４７によってヒートシンク５０に螺着される。
【００４２】
制御基板４０には、制御部９０を構成する各種電子部品が実装されている。制御基板４０のモータ２側の端面には、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、位置センサ９３、マイコン９４が実装されている。制御基板４０と回路構成との対応を説明すると、図１９に一点鎖線で示す配線と、一点鎖線で囲まれた部品が制御基板４０に設けられている。
【００４３】
位置センサ９３は、制御基板４０の略中心に設けられ、シャフト３５のマグネット３６と対向している。これにより、シャフト３５とともに回転するマグネット３６による磁界の変化を検出することにより、シャフト３５の回転を検出する。また、制御基板４０には、長手側の外縁に沿って、パワーモジュール６０の制御端子６４と接続するためのスルーホール４３が形成されている。また、制御基板４０のモータ２と反対側であって、短手側の一側に、制御コネクタ４５が接続されている。制御コネクタ４５は、モータ２の径方向外側から配線を接続可能に設けられ、各種センサからのセンサ情報が入力される。
【００４４】
ヒートシンク５０は、互いに離間して設けられる２つの柱状部としての放熱ブロック５１を有する。２つの放熱ブロック５１の間には、連結部５２が設けられる。２つの放熱ブロック５１および連結部５２は、熱伝導性のよい材料、例えばアルミ、により一体に形成されている。本実施形態では、放熱ブロック５１は、シャフト３５の軸線を延長した仮想線である中心線よりもモータ２の径方向外側に設けられる。
【００４５】
ヒートシンク５０は、図１４に示すように、側面、すなわち図１２のＸＩＶ方向からみたとき、全体としてＨ字状に形成されている。また、ヒートシンク５０は、モータ２の軸方向から見たとき、図１２に示すように、コ字状に形成されている。放熱ブロック５１の径方向内側の面と連結部５２とで形成される凹部５３には、図１０等に示すように、制御コネクタ４５が嵌り込む。
【００４６】
放熱ブロック５１は、幅広の柱状に形成される。放熱ブロック５１の両端には、接続部５４、５５を有している。接続部５４、５５は、モータ２の軸方向に貫通する孔が形成される。一方の接続部５４には、ねじ５６が挿通され、モータケース１０に螺着される。また、他方の接続部５５には、ねじ５７が挿通され、後述するカバー１１０とともにモータケース１０に螺着される。一方の放熱ブロック５１の接続部５４と他方の放熱ブロック５１の接続部５４とは、シャフト３５の中心線に対して対称となるように配置される。また同様に、一方の放熱ブロック５１の接続部５５と他方の放熱ブロック５１の接続部５５とは、シャフト３５の中心線に対して対称となるように配置される。
【００４７】
また、放熱ブロック５１は、モータケース１０の径方向外側となる幅広の面である受熱面５９を有している。受熱面５９は、モータケース１０の軸方向の端面から立ち上がる方向に形成されている。本実施形態では、受熱面５９は、モータケース１０の軸方向における端面１３と略垂直に形成されている。
【００４８】
ヒートシンク５０のモータ２における径方向外側には、受熱面５９に沿ってパワーモジュール６０が配置される。すなわち、パワーモジュール６０は、モータ２の径方向においてヒートシンク５０の外側に縦配置される。パワーモジュール６０は、２つの放熱ブロック５１に対して１つずつ配置される。
【００４９】
パワーモジュール６０は、モールド部６１から突出する制御端子６４およびパワー端子６５を有する。
制御端子６４は、モールド部６１の幅広面の長手方向に垂直な面である第１の面６２に形成される。また、パワー端子６５は、モールド部６１の幅広面長手方向に垂直な面であって、第１の面６２と対向する第２の面６３に形成される。本実施形態では、パワーモジュール６０は、制御端子６４が形成される第１の面６２が制御基板４０側、パワー端子６５が形成される第２の面６３がパワー基板７０側となるようにヒートシンク５０の受熱面５９に沿って縦配置される。すなわち、制御端子６４が制御基板４０側に突設され、パワー端子６５がパワー基板７０側に突設される。
【００５０】
制御端子６４は、制御基板４０のスルーホール４３に挿通され、はんだ等により制御基板４０と電気的に接続される。この制御端子６４を介して、制御基板４０からの制御信号がパワーモジュール６０へ出力される。また、パワー端子６５は、パワー基板７０に形成される後述するスルーホール７３に挿通され、はんだ等によりパワー基板７０と電気的に接続される。このパワー端子６５を経由して巻線２６に通電される巻線電流がパワーモジュール６０に通電される。本実施形態では、制御基板４０側には、モータ２の駆動制御に係る程度の小さい電流（例えば、２Ａ）しか通電されない。一方、パワー基板７０側には、モータ２を駆動するための大電流（例えば、８０Ａ）が通電される。そのため、パワー端子６５は、制御端子６４よりも太く形成されている。
制御グランド端子６６は、制御端子６４と同等の太さに形成される。制御グランド端子６６は、モールド部６１を貫通して設けられ、パワー基板７０のグランドと制御基板４０とを接続している。
【００５１】
また、パワーモジュール６０は、巻線への通電を切り替えるスイッチング素子であるＭＯＳ８１〜８６を有する。パワーモジュール６０は、銅で形成された配線パターンに、スイッチング素子または電源リレーであるＭＯＳ８１〜８８およびシャント抵抗９９が載置され、ワイヤ等で電気的に接続され、モールド部６１によりモールドされている。本実施形態では、２つのパワーモジュール６０を備えており、図１に示すインバータ８０、８９を構成している。
【００５２】
ここでパワーモジュール６０と図１に示す回路構成との関係を言及すると、一方のパワーモジュール６０がインバータ８０に対応し、図１に示すＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９を有している。すなわち本実施形態では、ＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９が１つのモジュールとして一体に樹脂モールドされている。また、他方のパワーモジュール６０がインバータ８９に対応し、インバータ８９を構成するＭＯＳ、電源リレー、およびシャント抵抗を有している。すなわち本実施形態では、１つのパワーモジュール６０が１系統のインバータ回路に対応している。すなわち本実施形態では、１つの放熱ブロック５１に対して、１つの駆動系統を構成する１つのパワーモジュール６０が配置されている、といえる。
【００５３】
パワーモジュール６０とヒートシンク５０との間には、図示しない放熱シートが設けられる。パワーモジュール６０は、放熱シートとともに、ねじ６９によりヒートシンク５０に螺着される。これにより、パワーモジュール６０は、放熱シートを挟んでヒートシンク５０に固定され、通電により発生する熱が放熱シートを介してヒートシンク５０に放熱される。なお、図示はしていないが、パワーモジュール６０のヒートシンク５０側の面には、配線パターンの一部が金属放熱部としてモールド部６１から一部露出しており、この金属放熱部が放熱シートを介してヒートシンク５０に接触することにより、効率よく放熱することができる。放熱シートは、パワーモジュール６０からの熱をヒートシンク５０に伝えるとともに、パワーモジュール６０とヒートシンク５０との絶縁を確保している。すなわち、放熱シートは、放熱部材であるとともに、絶縁部材である、といえる。
【００５４】
パワー基板７０は、例えばガラスエポキシ基板から形成されるパターン銅箔が厚い４層基板であって、モータケース領域内に収まる略正方形の板状に形成される。パワー基板７０の四隅は、ヒートシンク５０の接続部５５のスペースを確保すべく、切欠７１が形成されている。また、パワー基板７０は、モータ２の反対側からねじ７２によってヒートシンク５０に螺着されている。
【００５５】
パワー基板７０には、巻線２６に通電される巻線電流が通電されるパワー配線が形成される。本実施形態では、図１９に２点鎖線で示す配線が、パワー基板７０に設けられている。
【００５６】
パワー基板７０には、パワーモジュール６０のパワー端子６５を挿通するスルーホール７３が形成される。また、パワー基板７０のスルーホール７３の外側には、モータ線２７が挿通されるスルーホール７４が形成される。モータ線２７は、スルーホール７４に挿通され、はんだ等により、パワー基板７０と電気的に接続される。これにより、モータ線２７は、パワー基板７０を介してパワーモジュール６０と接続される。すなわち、本実施形態では、パワー基板７０がモータ線２７とパワーモジュール６０との接続部を構成しており、「モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータケース１０側においてパワーモジュール６０と接続している」といえる。なお、本実施形態では、「モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータ２側においてパワーモジュール６０と接続している」ともいえる。
【００５７】
パワー基板７０のモータ２側の面には、チョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、およびパワーコネクタ７９が実装されており、パワーユニット１０５を構成している。本実施形態では、パワーユニット１０５およびパワーモジュール６０が、パワー部１００を構成している。
【００５８】
ここで、パワーユニット１０５の配置を図１６〜図１８に基づいて説明する。
パワーユニット１０５を構成するチョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、パワーコネクタ７９は、２つの放熱ブロックの間に形成される空間に配置される。また、軸方向において、チョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、パワーコネクタ７９は、ヒートシンク５０の連結部５２とパワー基板７０との間に設けられる。これらの電子部品は、制御基板４０に接続される制御コネクタ４５側から、チョークコイル７６、コンデンサ７７およびコンデンサ７８、パワーコネクタ７９がこの順で直線的に配列される。
【００５９】
チョークコイル７６は、軸方向の長さが径方向の長さよりも短い円筒状に形成される。チョークコイル７６は、モータ２の軸方向から見たとき、シャフト３５と重ならない位置に配置される。また、チョークコイル７６は、その軸線が、シャフト３５の中心線と略垂直となるように縦配置される。
【００６０】
コンデンサ７７は、４つのコンデンサ７８の略中心に配置される。４つのコンデンサ７８は、コンデンサ７７を取り囲むように近接して配置される。本実施形態では、コンデンサ７７、７８は、いずれもアルミ電解コンデンサが用いられている。なお、コンデンサ７８は、コンデンサ７７よりも電気的な容量が大きいものが用いられる。なお、コンデンサ７７、７８は、アルミ電解コンデンサに限らず、容量等に応じて適宜選択可能である。
【００６１】
パワーコネクタ７９は、制御基板４０と接続される制御コネクタ４５と反対側に設けられている。パワーコネクタ７９は、モータ２の径方向外側から配線を接続可能に設けられ、電源７５と接続される。これにより、パワー基板７０には、パワーコネクタ７９を経由して電源７５から電力が供給される。また、電源７５からの電力は、パワーコネクタ７９、パワー基板７０、パワーモジュール６０、およびモータ線２７を経由して、ステータ２０に巻回された巻線２６へ供給される。
【００６２】
コントローラ３は、カバー１１０の内部に収容される（図５および図６参照）。カバー１１０は、鉄等の磁性材料によって形成され、コントローラ３側から外部へ電界および磁界が漏れるのを防ぐとともに、コントローラ３側へ埃等が入り込むのを防止する。カバー１１０は、モータケース１０と略同等の径であって、モータ２側に開口する有底円筒状に形成される。カバー１１０は、ねじ５７によりヒートシンク５０とともにモータケース１０に螺着される。カバー１１０には、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９と対応する位置に切欠１１１が設けられている。この切欠１１１から制御コネクタ４５、パワーコネクタ７９が、径方向外側に向いて露出する。また、樹脂ガイド１６のパワーコネクタ７９側の切欠１１１と対応する位置には、凸部１８が形成されている。なお、樹脂ガイド１６には、段差部１９が形成されており、カバー１１０と嵌り合うようになっている。
【００６３】
ここで、駆動装置１の作動を説明する。
制御基板４０上のマイコン９４は、位置センサ９３、トルクセンサ８、シャント抵抗９９等からの信号に基づき、車速に応じてステアリング５の操舵をアシストするように、プリドライバ９１を介してＰＷＭ制御により作出されたパルス信号を生成する。
【００６４】
このパルス信号は、制御端子６４を経由して、パワーモジュール６０により構成される２系統のインバータ８０、８９に出力され、ＭＯＳ８１〜８６のオン／オフの切り替え動作を制御する。これにより、巻線２６の各相には、位相のずれた正弦波電流が通電され、回転磁界が生じる。この回転磁界を受けてロータ３０およびシャフト３５が一体となって回転する。そして、シャフト３５の回転により、出力端３７からコラム軸６のギア７に駆動力が出力され、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。
すなわち、巻線２６に通電される巻線電流により、モータ２を駆動している。この意味で、巻線２６に通電される巻線電流は、モータ２を駆動する駆動電流である、といえる。
【００６５】
パワーモジュール６０のＭＯＳ８１〜８８をスイッチングする際に発生する熱は、放熱シートを介してヒートシンク５０へ放熱され、パワーモジュール６０の温度上昇による故障や誤動作が防止される。
なお、ステータ２０、ロータ３０等のサイズは、要求される出力に応じて設定可能である。
【００６６】
ここで、本実施形態の駆動装置１が発揮する効果について説明する。
（１）本実施形態では、パワーモジュール６０は、モータケース１０の軸方向における端面１３から立ち上がる方向に配置される。すなわち、パワーモジュール６０は、モータケース１０の軸方向における端面１３に対して水平に配置されているのではなく、モータケース１０の軸方向における端面１３に対して「縦配置」されている、ということである。これにより、モータケース１０を軸方向に投影したモータシルエット内の領域を有効に利用することができ、径方向における体格を小型化することができる。
【００６７】
（２）また、コントローラ３をモータ２の軸方向に配置しているので、径方向における体格を小型化することができる。また、モータ２とコントローラ３とを軸方向において分けて配置しているので、モータ２とコントローラ３との分離が比較的容易であり、例えばモータ２の出力が変わった場合、ヒートシンク５０の熱マスを変えるだけで対応可能であるため、部品を共通化して様々なスペックの駆動装置を製造することができる。また例えば、モータ２またはコントローラ３の一方が故障した場合、故障したモータ２またはコントローラ３のみを容易に交換することができる。
【００６８】
（３）さらにまた、本実施形態では、軸方向において、モータケース１０、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０が、この順で配列されており、シャフト３５の出力端３７は、制御基板４０の反対側に設けられている。そのため、シャフト３５が制御基板４０を貫通しないように構成することができる。シャフト３５は、制御基板４０を貫通せず短く形成されているので、ロータ３０の回転に伴う軸ブレを抑制することができる。また、制御基板４０をシャフト３５が貫通していないので、制御基板４０の領域を有効に利用することができ、装置全体を小型化することができる。
【００６９】
（４）さらに、本実施形態では、モータ２の駆動に係る大電流が通電されるパワー基板７０と、モータの駆動制御に係り大電流を通電する必要のない制御基板４０とを分離している。これにより、制御基板４０の銅箔を薄くすることができる。
【００７０】
（５）また、本実施形態では、パワーモジュール６０とモータ線２７とは、パワー基板７０を介して接続される。とすれば、本実施形態におけるパワーモジュール６０とモータ線２７との接続部は、パワー基板７０である、といえる。したがって、モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータケース１０側においてパワーモジュール６０と接続されている。本実施形態では、軸方向において、モータ２、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０が、この順で配列されているので、軸方向において、モータ線２７とパワーモジュール６０との接続部は、駆動装置１全体の軸方向における端部近傍に位置することになる。これにより、モータ線２７とパワーモジュール６０とを接続しやすくなる。また、モータ線２７とパワーモジュール６０との接続部が駆動装置１全体の軸方向における端部近傍に位置するので、駆動装置１が故障した場合において、修理がしやすくなる。
【００７１】
（６）モータ線２７は、径方向において、パワーモジュール６０の外側に配置される。これにより、モータ線２７は、径方向内側のスペースを貫通することなく径方向外側の領域にてパワーモジュール６０を跨いでパワー配線部側まで延びて形成されるので、径方向内側のスペースにチョークコイル７６、コンデンサ７７、７８等の部材を配置することができる。したがって、径方向におけるスペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
【００７２】
（７）また、シャフト３５、ヒートシンク５０、パワーモジュール６０が、径方向内側から外側に向かってこの順で配列される（例えば図１２参照）。これにより、径方向におけるスペースを有効に利用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
【００７３】
（８）本実施形態では、モータ線２７とパワーモジュール６０とは、パワー基板７０を介して接続される。これにより、パワー端子６５とパワー基板７０との接続、および、モータ線２７とパワー基板７０との接続を、一工程にて行うことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【００７４】
（９）ヒートシンク５０は、相互に離間する２つの放熱ブロック５１を有する。これにより、パワーモジュール６０からの放熱を分散することができる。
（１０）また、本実施形態では、２つのパワーモジュール６０が、それぞれインバータ８０、８９を構成し、パワーモジュール６０は、２つの駆動系統に対応するように２つ設けられ、１つの放熱ブロック５１に対して１つの駆動系統が対応するように放熱ブロック５１ごとに配置される。本実施形態では、それぞれのパワーモジュール６０から発生する熱が同等であるので、放熱ブロック５１に対して１つの駆動系統を構成するパワーモジュール６０を１つずつ配置することにより、バランスよく放熱することができる。
【００７５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による駆動装置を図２０および図２１に示す。図２０は、駆動装置２００の分解斜視図であり、図２１は、ヒートシンク２５０にモジュールユニット２６０、２７０を組み付けた状態を示す斜視図である。
ヒートシンク２５０は、上記実施形態と同様、互いに離間して設けられる２つの柱状部としての放熱ブロック２５１、および、２つの放熱ブロック２５１の間に設けられる連結部２５２を有している。２つの放熱ブロック２５１および連結部２５２は、熱伝導性のよい材料（例えばアルミ）により一体に形成されている。また、本実施形態では、ヒートシンク２５０のモータケース１０の径方向外側の面、および、パワー基板７０側の面が、受熱面２５９となっている。
【００７６】
本実施形態では、１つの放熱ブロック２５１に対して２つのモジュールユニット２６０、２７０が配置されている。一方のモジュールユニット２６０は、パワー基板７０側の面に配置されている。すなわち、モジュールユニット２６０は、モータケース１０の軸方向における端面１３に対して略水平に配置されている。もう一方のモジュールユニット２７０は、放熱ブロック２５１のモータケース１０の軸方向における端面１３から立ち上がる方向であって、モータ２の径方向外側に配置されている。すなわち、モジュールユニット２７０は、モータケース１０の軸方向における端面１３に対して縦配置されている。
【００７７】
モジュールユニット２６０は、４つの半導体モジュール２６１〜２６４および配線基板２６５を有している。半導体モジュール２６１〜２６４は、幅広面に垂直な１つの面にそれぞれ３本の端子２６６が設けられ、この端子２６６がモータ２の径方向外側を向くように配置される。半導体モジュール２６１〜２６４の端子２６６は、パワー基板７０側に略直角に折り曲げられる。
【００７８】
また、モジュールユニット２７０は、４つの半導体モジュール２７１〜２７４および配線基板２７５を有している。半導体モジュール２７１〜２７４は、幅広面に垂直な１つの面に３つの端子２７６が設けられ、この端子２７６がパワー基板７０側となるように配置される。
【００７９】
半導体モジュール２６１〜２６４の端子２６６および半導体モジュール２７１〜２７４の端子２７６は、パワー基板７０に設けられたスルーホール２７７に挿通され、はんだ等によりパワー基板７０と電気的に接続される。
なお、モータ線２７は、スルーホール２７７の外側に形成される図示しないスルーホールに挿通され、はんだ等によりパワー基板７０と電気的に接続される。これにより、モータ線２７は、パワー基板７０を介してモジュールユニット２６０、２７０と接続される。
【００８０】
すなわち、本実施形態では、上記実施形態と同様、パワー基板７０がモータ線２７とパワーモジュール６０との接続部を構成しており、「モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータケース１０側においてパワーモジュール６０と接続している」といえる。なお、本実施形態では、「モータ線２７は、軸方向において、パワーモジュール６０のモールド部６１よりも反モータ２側においてパワーモジュール６０と接続している」ともいえる。
【００８１】
モジュールユニット２６０、２７０は、ねじ２６９によりヒートシンク２５０に螺着されている。半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４が載置される配線基板２６５、２７５は、いずれもアルミで形成され、表面に樹脂層を有している。この樹脂層が絶縁層として機能し、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４とヒートシンクとの絶縁を確保している。
【００８２】
なお、本実施形態のモジュールユニット２６０では、半導体モジュール２６１〜２６４が配線基板２６５に載置されており、モジュールユニット２７０では、半導体モジュール２７１〜２７４が配線基板２６５に載置されており、モジュールユニット２６０、２７０がヒートシンク２５０に螺着されているが、配線基板２６５、２７５を用いずに、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４をそれぞれヒートシンク２５０に取り付けてもよい。この場合、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４とヒートシンク２５０との間に絶縁シートを介在させる必要がある。また、絶縁シートを介在させない場合、ドレイン電極を樹脂で絶縁被覆したタイプの半導体モジュールを用いてもよい。
なお、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４が「パワーモジュール」に対応し、端子２６６、２７６が「端子部」に対応している。
【００８３】
モジュールユニット２６０、２７０と、図１に示す回路構成との対応関係について言及しておく。
本実施形態では、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４は、それぞれ１つのＭＯＳを有している。一方の放熱ブロック２５１の径方向外側に縦配置されるモジュールユニット２６０、２７０がインバータ８０と対応し、他方の放熱ブロック２５１に配置されるモジュールユニット２６０、２７０がインバータ８９と対応している。すなわち本実施形態では、１つの放熱ブロック５１に対して、１つの駆動系統を構成する１つのパワーモジュール６０が配置されている、といえる。上記実施形態と同様、インバータ８０とインバータ８９とは同様のものであるので、ここでは、インバータ８０に対応するモジュールユニット２６０、２７０について説明する。
【００８４】
一方の放熱ブロック２５１のパワー基板７０側の面に配置されるモジュールユニット２６０においては、半導体モジュール２６１が電源リレー８７を有し、半導体モジュール２６２がＭＯＳ８１を有し、半導体モジュール２６３がＭＯＳ８２を有し、半導体モジュール２６４がＭＯＳ８３を有している。すなわち、モジュールユニット２６０は、電源ライン側のＭＯＳ８１〜８３と１つの電源リレー８７を有している。モジュールユニット２６０は、電源ライン側のＭＯＳ８１〜８３を有しており、「上流側ユニット」を構成している、ともいえる。
【００８５】
また、放熱ブロック２５１の径方向外側の面に縦配置されるモジュールユニット２７０においては、半導体モジュール２７１が電源リレー８８を有し、半導体モジュール２７２がＭＯＳ８４を有し、半導体モジュール２７３がＭＯＳ８５を有し、半導体モジュール２７４がＭＯＳ８６を有している。すなわち、モジュールユニット２７０は、グランド側のＭＯＳ８４〜８６と１つの電源リレー８８を有している。モジュールユニット２７０は、グランド側のＭＯＳ８４〜８６を有しており、「下流側ユニット」を構成している、ともいえる。
【００８６】
また、Ｕ相コイルに接続されるＭＯＳ８１を有する半導体モジュール２６２と、Ｕ相コイルに接続されるＭＯＳ８４を有する半導体モジュール２７２とは、放熱ブロック２５１のパワー基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置されている。同様に、Ｖ相コイルに接続されるＭＯＳ８２を有する半導体モジュール２６３と、Ｖ相コイルに接続されるＭＯＳ８５を有する半導体モジュール２７３とは、放熱ブロック２５１のパワー基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置されている。また、Ｗ相コイルに接続されるＭＯＳ８３を有する半導体モジュール２６４と、Ｗ相コイルに接続されるＭＯＳ８６を有する半導体モジュール２８４とは、放熱ブロック２５１のパワー基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置される。さらに、電源リレー８７を有する半導体モジュール２６１と、電源リレー８８を有する半導体モジュール２７１とは、放熱ブロック２５１のパワー基板７０側であって径方向外側の辺を挟んで隣り合うように配置される。このように配置することにより、配線ロスを少なくすることができる。
【００８７】
本実施形態では、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４は、制御基板４０と直接接続するための端子を有していない。そのため、制御基板４０とパワー基板７０とは、基板接続ターミナル２７８によって電気的に接続されている。また、制御基板４０と半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４とは、基板接続ターミナル２７８およびパワー基板７０を介して電気的に接続している。制御基板４０から出力される制御信号は、基板接続ターミナル２７８およびパワー基板７０を経由して半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４へ送られ、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４のＭＯＳのオン／オフを制御している。これにより、上記第１実施形態と同様にモータ２の駆動が制御される。
このように構成しても、上記（１）〜（１０）と同様の効果を奏する。
【００８８】
上記実施形態では、２系統のインバータによりモータ２を駆動していたが、１系統のインバータによりモータ２を駆動してもよい。
（第３実施形態）
第３実施形態は、第２実施形態の変形例であって、１系統のインバータによりモータ２を駆動する例である。第３実施形態によるヒートシンク２５０およびモジュールユニット２６０、２７０を図２２に示す。
【００８９】
本実施形態では、一方の放熱ブロック２５１の径方向外側には、上流側ユニットであるモジュールユニット２６０が縦配置され、もう一方の放熱ブロック２５１の径方向外側には、下流側ユニットであるモジュールユニット２７０が縦配置されており、パワー基板７０側の面にはモジュールユニットが配置されていない。したがって、本実施形態では、第２実施形態とは異なり、ヒートシンク２５０の径方向外側の面のみが受熱面２５９となっている。また、本実施形態では、１系統のインバータによりモータ２を駆動している。
このように構成しても、上記（１）〜（９）と同様の効果を奏する。
また、本実施形態では、２つの放熱ブロック２５１に対して半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４が分散配置されているので、効率よく放熱することができる。
【００９０】
ところで、上記実施形態では、制御基板４０には一例としてガラスエポキシ基板を用い、パワー基板７０には一例として厚銅箔のガラスエポキシ基板を用いたが、制御基板４０およびパワー基板７０には、どのような種類の基板を用いてもよい。また、上記実施形態では、制御配線部が制御基板４０により構成され、パワー配線部がパワー基板７０により構成されていたが、制御配線部およびパワー配線部は、基板を用いずに、例えばバスバー等によって構成されていてもよい。
【００９１】
（第４実施形態）
第４実施形態は、パワー配線部をバスバーによって具現化した例である。第４実施形態による駆動装置を図２３〜図２６に示す。
図２３は駆動装置４００の平面図であり、図２４は図２３の矢印Ｋ方向に見た側面図であり、図２５は斜視図であり、図２６は図２３のＡ−Ａ線概略断面図である。なお、図中では、カバーを省略した。
【００９２】
図２３に示すように、駆動装置４００は、６つの半導体モジュール５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６を備えている。これら半導体モジュール５５１〜５５６を区別する場合、図２３中の記号を用い、Ｕ１半導体モジュール５５１、Ｖ１半導体モジュール５５２、Ｗ１半導体モジュール５５３、Ｕ２半導体モジュール５５４、Ｖ２半導体モジュール５５５、Ｗ２半導体モジュール５５６と記述することとする。
【００９３】
ここで、Ｕ１〜Ｗ１の３つの半導体モジュール５５１〜５５３、及び、Ｕ２〜Ｗ２の３つの半導体モジュール５５４〜５５６は、バスバー５０７で連結されてモジュールユニットを形成している。バスバー５０７が連結機能を有すると共に電源ラインを兼ねる。
【００９４】
次に、半導体モジュール５５１〜５５６の配置について説明する。
半導体モジュール５５１〜５５６は、モータケース１０の端面１３からシャフト３５の中心線方向と同方向へ延設されたヒートシンク９１１に対し取り付けられている。
【００９５】
そこでヒートシンク９１１について説明しておく。
ヒートシンク９１１は、図２３に示すように、軸方向に垂直な断面における形状が円筒形状であり、内部には、角柱形状の空間が形成されている。言い換えれば、ヒートシンク９１１は、シャフト３５の中心線の周りに側壁９１２を有している。この場合、ヒートシンク９１１の外壁面が、駆動装置４００の外郭の一部を形成している（図２４、図２５参照）。また、ヒートシンク９１１の側壁９１２は、径内方向へ向く側壁面９１５を有している。側壁面９１５は、円周方向に計６つ形成されている。
【００９６】
以上のように形成されたヒートシンク９１１に対し、半導体モジュール５５１〜５５６は、径内方向を向く側壁面９１５に一つずつ配置されている。半導体モジュール５５１〜５５６は、その放熱面が側壁面９１５に接触するように配置されている。このとき、側壁面９１５は平面で構成されており、これに合わせて、半導体モジュール５５１〜５５６の放熱面も平面となっている。
【００９７】
また、半導体モジュール５５１〜５５６は、上述のごとくヒートシンク９１１の側壁面９１５に配置されることで、ちょうど半導体チップ面の垂線がシャフト３５の中心線に垂直となっている。
【００９８】
そして、本実施形態では、半導体モジュール５５１〜５５６に対し、モータケース１０１に近い側に、制御基板４０が配置されている。したがって、半導体モジュール５５１〜５５６は、モータケース１０側の端部に、６本の制御用端子５０９と、２本のコンデンサ用端子５１０とを有している（図２５参照）。また、半導体モジュール５５１〜５５６は、反モータケース１０側の端部に、巻線用端子５０８を有している。したがって、巻線２６からのモータ線２７は、ヒートシンク９１１の側壁９１２の内部を貫通し、ヒートシンク９１１の端部に引き出されている。本実施形態では、半導体モジュール５５１〜５５６の巻線用端子５０８とモータ線２７とは、直接接続されている。これにより、モータ線２７と半導体モジュール５５１〜５５６とは、電気的に接続される。また、軸方向において、巻線用端子５０８とモータ線２７との接続箇所は、半導体モジュール５５１〜５５６のモールド部よりも反モータケース１０側に位置している。
【００９９】
図２３等に示すように、半導体モジュール５５１〜５５６に対し、ヒートシンク９１１の反対側に、６つのコンデンサ７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６が配置されている。
【０１００】
コンデンサ７０１〜７０６は、半導体モジュール５５１〜５５６に対して一つずつ、半導体モジュール５５１〜５５６の近傍に配置されている。コンデンサ７０１〜７０６は円柱形状を呈し、その軸がシャフト３５の中心線に平行となるように配置されている。また、半導体モジュール５５１〜５５６の有するコンデンサ用端子５１０が径内方向へ折り曲げられていることで、この折り曲げられたコンデンサ用端子５１０に対し、コンデンサ７０１〜７０６の端子が、直接的に接続されている。
また、シャフト３５が貫通した状態で、チョークコイル７６が配置されている。チョークコイル７６はドーナツ状の鉄心にコイル線が巻回されてなる。
【０１０１】
すなわち、本実施形態では、半導体モジュール５５１〜５５６は、モータケース１０の軸方向の端面１３に対して縦配置されている。また、軸方向において、モータケース１０、制御基板４０、ヒートシンク９１１および半導体モジュール５５１〜５５６、巻線用端子５０８が、この順で配列されている。さらに、モータ線２７は、軸方向において、半導体モジュール５５１〜５５６のモールド部よりも反モータケース１０側において半導体モジュール５５１〜５５６と接続される。これにより、上記（１）、（２）、（４）、（５）、（６）と同様の効果を奏する。
【０１０２】
また、本実施形態では、上記実施形態のパワー基板に替えて、半導体モジュール５５１〜５５６にモータ線２７と直接接続するための巻線用端子５０８を設けている。これにより、パワー基板が不要となるため、より簡素な構成で半導体モジュール５５１〜５５６とモータ線２７とを接続することができる。また、部品点数を低減することができる。さらに、モータ線２７と巻線用端子５０８とが直接接続されるので、配線インピーダンスを低減することができる。また、本実施形態では、径方向において、モータ線２７がパワーモジュール６０の外側に配置されるので、モータ線２７とパワーモジュール６０の接続を、駆動装置１全体の軸方向における端部近傍であって、径方向外側の領域で行うことができるので、作業性が向上する。
【０１０３】
また、本実施形態では、シャフト３５、半導体モジュール５５１〜５５６、モータ線２７およびヒートシンク９１１が、径方向内側から外側に向かってこの順で配列されている。このように構成しても、スペースを有効に活用することができ、装置全体の小型化に寄与する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、半導体モジュール５５１〜５５６が「パワーモジュール」に対応している。また、半導体モジュール５５１〜５５６とモータ線２７とを接続する巻線用端子５０８が「パワー配線部」と対応している。さらにまた、巻線用端子５０８、制御用端子５０９、および後述するコンデンサ用端子５１０が「端子部」と対応している。また、側壁面９１５が「受熱面」と対応している。
【０１０５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、第１実施形態の変形例である。第５実施形態による駆動装置を図２７〜図３１に示す。図２７は駆動装置６００の平面図であり、図２８は図２７のＰ方向矢視図であり、図２９は図２７のＱ方向矢視図である。また、図３０は駆動装置５００の斜視図であり、図３１は図３０において記号Ｒで示す領域を拡大した拡大図である。なお、図２７〜図３０においては、カバー１１０を取り外した状態を示している。
【０１０６】
上記第１実施形態では、モータ線２７とパワーモジュール６０とは、パワー基板７０を介して接続されていた。第５実施形態では、モータ線２７とパワーモジュール６０は、パワー基板７０を介さずに直接接続されている。
本実施形態のパワー基板６７０は、第１実施形態のパワー基板７０よりも小さく形成されて、径方向において、モータ線２７は、パワー基板６７０の外側に設けられる。
【０１０７】
また、図３１に示すように、パワー端子６５のうち、モータ線２７と直接接続される巻線用端子６６５は、パワー基板６７０よりも軸方向においてモータ２側にて径方向外側に折り曲げられる。また、パワー基板６７０よりも径方向外側にて、モータ線２７に沿って反モータケース１０側へ折り曲げられる。そして、モータ線２７と巻線用端子６６５とは、溶接等により直接接続される。
【０１０８】
これにより、上記（１）〜（７）、（９）と同様の効果を奏する。
また、モータ線２７と巻線用端子６６５とが直接接続されるので、配線インピーダンスを低減することができる。また、本実施形態では、径方向において、モータ線２７がパワーモジュール６０の外側に配置されるので、モータ線２７とパワーモジュール６０の接続を、駆動装置１全体の軸方向における端部近傍であって、径方向外側の領域で行うことができるので、作業性が向上する。
【０１０９】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ヒートシンクの受熱面は、モータケースの軸方向における端面に対して略垂直に形成され、この受熱面に沿ってパワーモジュールが配置されていた。したがって、パワーモジュールは、モータケースの軸方向の端面に対して略垂直に配置されていた。他の実施形態では、モータケースの軸方向の端面に対して、斜めに配置してもよい。詳しく言うと、モータケースの軸方向の端面に対してパワーモジュールが水平に配置されている場合においてモータケースの軸方向の端面とパワーモジュールの幅広面とのなす角度を０°とし、モータケースの軸方向の端面に対してパワーモジュールが垂直に水平に配置されている場合においてモータケースの端面とパワーモジュールとのなす角度を９０°とすると、モータケースの軸方向の端面とパワーモジュールとのなす角度θ１が０°＜θ１≦９０°である場合、「パワーモジュールは、モータケースの軸方向の端面に対して縦配置されている」としてもよい。すなわち、ヒートシンクの受熱面とモータケースの軸方向の端面とのなす角度θ２が０°＜θ２≦９０°の範囲で形成され、この受熱面に沿ってパワーモジュールが配置されている場合、「受熱面は、モータケースの軸方向における端部から立ち上がる方向に形成されている」とし、この受熱面に沿ってパワーモジュールが配置される場合、「パワーモジュールは、モータケースの軸方向の端面に対して縦配置されている」としてもよい。このように構成しても、モータケースの軸方向における端面に水平にパワーモジュールを配置した場合と比較して、径方向における体格を小型化することができる。
【０１１０】
上記第１実施形態〜第３実施形態、第５実施形態では、ヒートシンクの放熱ブロックは、連結部によって一体に形成されていたが、放熱ブロックを連結部で連結せずに、別々に形成してもよい。
また、放熱ブロックは、インバータの系統数に応じて設けられることが好ましいが、インバータの系統数と異なる数であってもよい。例えば、第３実施形態のように１系統のインバータを構成するパワーモジュールを２つの放熱ブロックに分散させて配置してもよい。また例えば、第４実施形態のように、２系統のインバータを構成するパワーモジュールを、１つの放熱ブロックに配置してもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、インバータが２系統または１系統の例を説明したが、インバータは３系統以上であってもよい。
また、上記実施形態では、コントローラは、モータの反ギアボックス側に設けられていた。他の実施形態では、コントローラは、モータとギアボックスとの間に設けてもよい。この場合、シャフトは、対峙するヒートシンクの間に形成される空間を通過しつつ、制御基板およびパワー基板を貫通し、ギアボックス側まで延設される。
また、上記実施形態では、スイッチング素子としてＭＯＳを用いたが、これに限らず、スイッチング機能を有するものであれば、どのようなものを用いてもよい。
【０１１２】
上記実施形態では、駆動装置は、ＥＰＳに採用されるものとして説明したが、同様の構成の駆動装置を、他の分野へ適用することはもちろん可能である。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・駆動装置
２・・・モータ
３・・・コントローラ
１０・・・モータケース
２０・・・ステータ
２６・・・巻線
２７・・・モータ線
３０・・・ロータ
３５・・・シャフト
３６・・・マグネット
４０・・・制御基板（制御配線部）
５０・・・ヒートシンク
５１・・・放熱ブロック（柱状部）
５９・・・受熱面
６０・・・パワーモジュール
６１・・・モールド部
６４・・・制御端子（端子部）
６５・・・パワー端子（端子部）
７０・・・パワー基板（パワー配線部）
７５・・・電源
７６・・・チョークコイル
８０・・・インバータ
８１〜８６：ＭＯＳ（スイッチング素子）
８７，８８：電源リレー
８９・・・インバータ
９０・・・制御部
１００・・・パワー部
１０５・・・パワーユニット
２００・・・駆動装置
２５０・・・ヒートシンク
２５１・・・放熱ブロック（柱状部）
２５９・・・受熱面
２６０・・・モジュールユニット
２６１〜２６４・・・半導体モジュール（パワーモジュール）
２７０・・・モジュールユニット
２７１〜２７４・・・半導体モジュール（パワーモジュール）
４００・・・駆動装置
５０８・・・巻線用端子（パワー配線部、端子部）
５５１〜５５６・・・半導体モジュール（パワーモジュール）
６００・・・駆動装置
６６５・・・巻線用端子（端子部）
６７０・・・パワー基板（パワー配線部）
９１１・・・ヒートシンク
９１５・・・側壁面（受熱面）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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