(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相巻線である第１巻線組（１１０）および第２巻線組（１２０）が巻回されるステータ（１２）、前記ステータに対して回転可能に設けられるロータ（１４）、および、前記ロータと一体に回転するシャフト（１５）を有するモータ部（１０）と、
前記シャフトの一方の端部に設けられる被検出部（２５）と、
前記被検出部に対向して設けられ、前記被検出部の磁界の変化を検出して前記シャフトおよび前記ロータの回転位置を検出する回転角センサ（３２）と、
前記第１巻線組への通電を切り替えるスイッチング素子（４０１〜４０６）を有する第１半導体モジュール（４０）と、
前記第２巻線組への通電を切り替えるスイッチング素子（４５１〜４５６）を有する第２半導体モジュール（４５）と、
前記モータ部の前記被検出部が設けられる側の端部から立ち上がる方向に形成され前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールが固定されるモジュール保持面（３６、３７）を有するヒートシンク（３５）と、
前記第１半導体モジュールよりも径方向外側に設けられ、前記第１巻線組を構成するＵ１コイル（１１１）、Ｖ１コイル（１１２）またはＷ１コイル（１１３）のうちのいずれか１つと前記第１半導体モジュールとを接続する第１モータ線（１３１）、第２モータ線（１３２）および第３モータ線（１３３）から構成される第１系統モータ線（１１５）と、
前記第２半導体モジュールよりも径方向外側に設けられ、前記第２巻線組を構成するＵ２コイル（１２１）、Ｖ２コイル（１２２）またはＷ２コイル（１２３）のうちのいずれか１つと前記第２半導体モジュールとを接続する第４モータ線（１３４）、第５モータ線（１３５）および第６モータ線（１３６）から構成される第２系統モータ線（１２５）と、
を備え、
前記第１系統モータ線、および、前記第２系統モータ線は、前記被検出部を中心とする同心円上に点対称に配置され、
前記第１系統モータ線において、前記第２モータ線の両側に配置される前記第１モータ線および前記第３モータ線は、前記第２モータ線に対して非対称に配置され、
前記第２系統モータ線において、前記第５モータ線の両側に配置される前記第４モータ線および前記第６モータ線は、前記第５モータ線に対して非対称に配置され、
前記被検出部に対して対称に配置される前記第１モータ線と前記第４モータ線、前記第２モータ線と前記第５モータ線、前記第３モータ線と前記第６モータ線は、少なくとも２組が異なる相の前記第１巻線組または前記第２巻線組に接続されることを特徴とする駆動装置（１）。
【請求項２】
前記被検出部に対して対称に配置される前記第１モータ線と前記第４モータ線、前記第２モータ線と前記第５モータ線、前記第３モータ線と前記第６モータ線は、全てが異なる相の前記第１巻線組または前記第２巻線組に接続され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】
前記第１モータ線が前記Ｖ１コイルに接続され、前記第２モータ線が前記Ｕ１コイルに接続され、前記第３モータ線が前記Ｗ１コイルに接続され、
前記第４モータ線が前記Ｕ２コイルに接続され、前記第５モータ線が前記Ｗ２コイルに接続され、前記第６モータ線が前記Ｖ２コイルに接続されることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第２モータ線および前記第５モータ線は、前記モジュール保持面の中心を通り当該モジュール保持面に垂直な中心線からずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１巻線組に通電される電流の位相と、前記第２巻線組に通電される電流の位相とは、等しい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。
【請求項６】
前記第１巻線組に通電される電流の位相と、前記第２巻線組に通電される電流の位相とは、異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記回転角センサは、磁気抵抗効果素子により構成され、
前記回転角センサにおける磁束密度は、２０［ｍＴ］以上５０［ｍＴ］以下であることを特徴とする請求項１〜６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、駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ部と当該モータ部を制御するコントローラ部とが互いに機械的に連結されて一体化されるブラシレスモータが知られている。例えば特許文献１では、ターミナルソケットがモータ部の底壁に形成される底穴を貫通して設けられることにより、コイルと制御装置とを電気的に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９０３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ターミナルソケットに埋設される平板状の接続端子は、幅方向に隣接して直線状に配置される。そのため、底穴の開口部を大きく形成する必要があり、径方向の体格が大型化する虞がある。
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】
【０００５】
本発明の駆動装置は、モータ部と、被検出部と、回転角センサと、第１半導体モジュールと、第２半導体モジュールと、ヒートシンクと、第１系統モータ線と、第２系統モータ線と、を備える。
モータ部は、３相巻線である第１巻線組および第２巻線組が巻回されるステータ、ステータに対して回転可能に設けられるロータ、および、ロータと一体に回転するシャフトを有する。被検出部は、シャフトの一方の端部に設けられる。回転角センサは、被検出部に対向して設けられ、被検出部の磁界の変化を検出してシャフトおよびロータの回転位置を検出する。
【０００６】
第１半導体モジュールは、第１巻線組への通電を切り替えるスイッチング素子を有する。第２半導体モジュールは、第２巻線組への通電を切り替えるスイッチング素子を有する。
ヒートシンクは、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールが固定されるモジュール保持面を有する。モジュール保持面は、モータ部の被検出部が設けられる側の端部から立ち上がる方向に形成される。
【０００７】
第１系統モータ線は、第１半導体モジュールよりも径方向外側に設けられ、第１巻線組を構成するＵ１コイル、Ｖ１コイルまたはＷ１コイルのうちのいずれか１つと第１半導体モジュールとを接続する第１モータ線、第２モータ線および第３モータ線から構成される。
第２系統モータ線は、第２半導体モジュールよりも径方向外側に設けられ、第２巻線組を構成するＵ２コイル、Ｖ２コイルまたはＷ２コイルのうちのいずれか１つと第２半導体モジュールとを接続する第４モータ線、第５モータ線および第６モータ線から構成される。
【０００８】
第１系統モータ線、および、第２系統モータ線は、被検出部を中心とする同心円上に点対称に配置される。
第１系統モータ線および第２系統モータ線を同心状に配置することにより、例えば第１系統モータ線および第２系統モータ線を直線状に配置する場合と比較し、円筒形状のスペース内でのレイアウトが容易となるので、駆動装置の体格を小型化することができる。また、例えば略環状に形成されるステータに巻回される第１巻線組および第２巻線組から、第１系統モータ線および第２系統モータ線を容易に引き出すことができる。
また、第１系統モータ線および第２系統モータ線は、点対称に配置される。これにより、第１半導体モジュールと第２半導体モジュールとを同一形状とすることができるので、部品の共通化が可能である。
【０００９】
本発明では、第１系統モータ線において、第２モータ線の両側に配置される第１モータ線および第３モータ線は、第２モータ線に対して非対称に配置される。また、第２系統モータ線において、第５モータ線の両側に配置される第４モータ線および第６モータ線は、第５モータ線に対して非対称に配置される。
被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線は、少なくとも２組が異なる相の第１巻線組または第２巻線組に接続される。
【００１０】
これにより、例えば、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールが６つのスイッチング素子以外の電源リレーやモータリレー等の電子部品が一体にモジュール化されているとき、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュール内の素子配置に応じて形成されるモータ端子と容易に接続することができる。
さらに、例えば、第１巻線組および第２巻線組に通電される位相に応じた第１系統モータ線および第２系統モータ線の相配置とすることにより、回転角センサの検出誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による駆動装置を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態による駆動装置を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による駆動装置を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるモータ部を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるモータ線の配置を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるモータ線の配置を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態による回転角センサの特性を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による駆動装置を図１〜図７に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による駆動装置１は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に適用される。図２および図３に示すように、駆動装置１は、モータ部１０と、コントロールユニット３０と、を備える。本発明の駆動装置１は、コントロールユニット３０がモータ部１０の軸方向の一側に一体に設けられる機電一体型の駆動装置である。
【００１３】
まず図１に基づき、駆動装置１の回路構成を説明する。図１においては、リレー等の構成については省略した。
３相ブラシレスモータであるモータ部１０は、第１巻線組１１０および第２巻線組１２０の２組の３相巻線組を有する。本実施形態では、第１巻線組１１０の通電制御に係る構成を第１系統１０１とし、第２巻線組１２０の通電制御に係る構成を第２系統１０２とする。
第１巻線組１１０は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２およびＷ１コイル１１３から構成される。第２巻線組１２０は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２およびＷ２コイル１２３から構成される。
【００１４】
駆動装置１は、第１巻線組１１０に対応して設けられる第１半導体モジュール４０、および、第２巻線組１２０に対応して設けられる第２半導体モジュール４５を備える。
第１半導体モジュール４０は、ブリッジ接続される６つのスイッチング素子４０１〜４０６を有し、スイッチング素子４０１〜４０６のオンオフ作動を制御することにより、第１巻線組１１０に通電される電流を制御する。第１半導体モジュール４０は、第１系統モータ線１１５を経由して、第１巻線組１１０と接続される。
【００１５】
第２半導体モジュール４５は、ブリッジ接続される６つのスイッチング素子４５１〜４５６を有し、スイッチング素子４５１〜４５６のオンオフ作動を制御することにより、第２巻線組１２０に通電される電流を制御する。第２半導体モジュール４５は、第２系統モータ線１２５を経由して、第２巻線組１２０と接続される。
チョークコイル５２およびコンデンサ５３、５４は、パワーフィルタを構成し、バッテリ５１を共有する他の装置から伝わるノイズや、他の装置へ伝わるノイズを低減する。
【００１６】
図２、図３および図４に、駆動装置１の構成を示す。これらは、いずれも模式的な図である。なお、図２は、図４の第１中心線Ｌｃ１における断面図であり、カバー部材７０を省略した。また、図４では、モータ線の説明のため、モータ部１０の構成を示しており、コントロールユニット３０等は省略した。
図２、図３および図４に示すように、モータ部１０は、モータケース１１、ステータ１２、ロータ１４、シャフト１５、第１フレーム２１、第２フレーム２２等を備える。
モータケース１１は、例えば鉄等の軟磁性材により、略円筒状に形成される。
【００１７】
ステータ１２は、モータケース１１の内側に固定されるステータコアを有し、ステータコアには第１巻線組１１０および第２巻線組１２０が巻回される（図１参照）。
ロータ１４は、ステータ１２と略同軸となるように、ステータ１２の径方向内側に回転可能に設けられる。ロータ１４は、略円筒状に形成され、外周面にはＮ極とＳ極とが交互になるように永久磁石が貼り付けられる。
【００１８】
シャフト１５は、例えば金属により形成され、ロータ１４の軸中心に固定される。シャフト１５は、軸受１６、１７に回転可能に支持される。これにより、シャフト１５は、ロータ１４と一体となって回転する。本実施形態では、シャフト１５の軸中心を延長した仮想線を「モータ部１０の軸線Ｓ」という。
軸受１６、１７は、ボールベアリングである。軸受１６は、第１フレーム２１に固定される。また、軸受１７は、モータケース１１のコントロールユニット３０側に形成される軸受保持部１７１に固定される。
【００１９】
シャフト１５のコントロールユニット３０と反対側の端部には、ジョイント１９が設けられる。ジョイント１９は、図示しないギア等に噛み合うことにより、ロータ１４およびシャフト１５の回転を外部へ出力する。シャフト１５のコントロールユニット３０側の端部には、被検出部としてのマグネット２５が設けられる。マグネット２５は、その表面における中心Ｏがモータ部１０の軸線Ｓ上となるように設けられる。以下、マグネット２５の表面における中心Ｏを、単に「マグネット２５の中心Ｏ」という。
【００２０】
第１フレーム２１は、略円板状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３０とは反対側の端部を塞ぐように設けられる。第１フレーム２１の略中央には、軸受１６が固定される。
第２フレーム２２は、ヒートシンク３５に応じた形状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３０側に設けられる。第２フレーム２２の中心には、開口２３が設けられる。これにより、マグネット２５は、開口２３からコントロールユニット３０側に露出する。
【００２１】
コントロールユニット３０は、制御基板３１、パワー基板３４、ヒートシンク３５、第１半導体モジュール４０、および、第２半導体モジュール４５等を備え、モータ部１０のジョイント１９とは反対側に設けられる。コントロールユニット３０の反モータ部１０側には、カバー部材７０が設けられる。
【００２２】
制御基板３１は、ヒートシンク３５のモータ部１０側に固定される。制御基板３１には、マイコンやホールＩＣ等の比較的通電量の小さい制御系の電子部品が実装される。また、制御基板３１のマグネット２５と対向する箇所には、ロータ１４およびシャフト１５の回転位置（以下適宜、「回転角度」という。）を検出するための回転角センサ３２が実装される。回転角センサ３２は、マグネット２５と同様、中心がモータ部１０の軸線Ｓ上となるように設けられる。したがって、回転角センサ３２の中心とマグネット２５の中心Ｏとは、軸方向に投影したとき、一致する。
【００２３】
回転角センサ３２は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）により構成される。本実施形態の回転角センサ３２は、ＴＭＲ素子により構成されるが、ＡＭＲ素子やＧＭＲ素子としてもよい。
図７に示すように、回転角センサ３２は、磁束密度によって角度誤差が変化する特性を有している。そのため、許容される角度誤差Ｅに応じ、回転角センサ３２における磁束密度がＭ１以上Ｍ２以下となるように、マグネット２５の磁束密度およびマグネット２５と回転角センサ３２との距離を設定することが望ましい。例えば、回転角センサ３２における磁束密度が２０［ｍＴ］以上５０［ｍＴ］以下となるようにする。これにより、回転角センサ３２による回転角度の検出誤差を低減することができる。
【００２４】
図２〜図４に戻り、パワー基板３４は、ヒートシンク３５のモータ部１０とは反対側に固定される。パワー基板３４には、チョークコイル５２やコンデンサ５３、５４（図１参照）等の比較的通電量の大きいパワー系の電子部品が実装される。
【００２５】
ヒートシンク３５は、アルミ等の熱伝導性のよい素材で形成され、制御基板３１、パワー基板３４、第１半導体モジュール４０、および、第２半導体モジュール４５が固定された状態にて、第２フレーム２２に固定される。また、ヒートシンク３５と第２フレーム２２との間であって、径方向の一側には、バッテリ５１（図１参照）やトルクセンサ等の外部装置と接続するためのコネクタ３９が設けられる。
【００２６】
ヒートシンク３５には、第１半導体モジュール４０および第２半導体モジュール４５を保持するモジュール保持面３６、３７が形成される。モジュール保持面３６、３７は、モータ部１０の軸線Ｓを挟んで両側に略平行に形成される。換言すると、モジュール保持面３６、３７は、モータ部１０の軸方向の端部から立ち上がる方向であって、モータ部１０の軸方向の端部に対して略垂直に形成される。
【００２７】
第１半導体モジュール４０は、図示しない放熱シートを挟んで、ねじ等によりモジュール保持面３６に固定される。これにより、第１半導体モジュール４０は、モータ部１０に対して縦配置される。第１半導体モジュール４０は、スイッチング素子４０１〜４０６（図１参照）、および、電源リレー等が一体にモールドされ、制御基板３１およびパワー基板３４に接続される。第１半導体モジュール４０の反モータ部１０側には、第１系統モータ線１１５と接続される３つのモータ端子４１が形成される。
【００２８】
第２半導体モジュール４５は、図示しない放熱シートを挟んで、ねじ等によりモジュール保持面３７に固定される。これにより、第２半導体モジュール４５は、ヒートシンク３５を挟んで第１半導体モジュール４０と反対側であって、モータ部１０に対して縦配置される。第２半導体モジュール４５は、スイッチング素子４５１〜４５６（図１参照）、および、電源リレー等が一体にモールドされ、制御基板３１およびパワー基板３４に接続される。第２半導体モジュール４５の反モータ部１０側には、第２系統モータ線１２５と接続される３つのモータ端子４６が形成される。
本実施形態では、第１半導体モジュール４０と第２半導体モジュール４５とは、同一形状に形成される。
【００２９】
第１系統モータ線１１５は、第１モータ線１３１、第２モータ線１３２、および、第３モータ線１３３から構成される。第１モータ線１３１、第２モータ線１３２、および、第３モータ線１３３は、それぞれＵ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、または、Ｗ１コイル１１３のいずれかと接続される。以下適宜、第１モータ線１３１、第２モータ線１３２、および、第３モータ線１３３を、「モータ線１３１〜１３３」という。
【００３０】
モータ線１３１〜１３３は、第２フレーム２２に形成されるモータ線挿通部１４１〜１４３に挿入されてコントロールユニット３０側に取り出され、第１巻線組１１０と第１半導体モジュール４０とを接続する。モータ線１３１〜１３３は、第１巻線組１１０と第１半導体モジュール４０とを通電可能に接続するものであれば、例えば端子等、どのような部材で構成してもよい。
【００３１】
第２系統モータ線１２５は、第４モータ線１３４、第５モータ線１３５、および、第６モータ線１３６から構成される。第４モータ線１３４、第５モータ線１３５、および、第６モータ線１３６は、それぞれＵ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、または、Ｗ２コイル１２３のいずれかと接続される。以下適宜、第４モータ線１３４、第５モータ線１３５、および、第６モータ線１３６を、「モータ線１３４〜１３６」という。
【００３２】
モータ線１３４〜１３６は、第２フレーム２２に形成されるモータ線挿通部１４４〜１４６（図５参照）に挿入されてコントロールユニット３０側に取り出され、第２巻線組１２０と第２半導体モジュール４５とを接続する。モータ線１３４〜１３６は、第２巻線組１２０と第２半導体モジュール４５とを通電可能に接続するものであれば、例えば端子等、どのような部材で構成してもよい。
【００３３】
モータ線１３１〜１３６は、先端がパワー基板３４を延長した箇所まで延びて形成される。モータ線１３１〜１３３と第１半導体モジュール４０との間、および、モータ線１３４〜１３６と第２半導体モジュール４５との間には空間が設けられ、モータ線１３１〜１３３と第１半導体モジュール４０、および、モータ線１３４〜１３６と第２半導体モジュール４５とは、モータ端子４１、４６以外にて接触しないように離隔して設けられる。
【００３４】
ここで、モータ線１３１〜１３６の配置について、図５および図６に基づいて説明する。図５は、図４に示すモータ部１０をコントロールユニット３０側から見た図であり、紙面上側がコネクタ３９側である。図６は、制御基板３１に実装される回転角センサ３２およびモータ線１３１〜１３６の配置を模式的に示している。以下の説明では、特に言及しない限り、マグネット２５の表面が位置するモータ部１０の軸線Ｓに垂直な平面上における配置とする。
【００３５】
本実施形態では、マグネット２５の中心Ｏを通り、ヒートシンク３５およびコネクタ３９を対称に２分割する中心線を第１中心線Ｌｃ１とし、マグネット２５の中心Ｏを通る第１中心線Ｌｃ１の垂線を第２中心線Ｌｃ２とする。第２中心線Ｌｃ２は、軸方向の一側から見たとき、モジュール保持面３６、３７の中心を通り、モジュール保持面３６、３７に垂直な直線である。
【００３６】
第１系統モータ線１１５であるモータ線１３１〜１３３は、第１半導体モジュール４０の径方向外側であって、第１中心線Ｌｃ１の一側に配置される。また、第２モータ線１３２は、第２中心線Ｌｃ２よりもコネクタ３９側に配置される。換言すると、第２モータ線１３２は、第２中心線Ｌｃ２からずれた位置に配置される。
【００３７】
また、第２系統モータ線１２５であるモータ線１３４〜１３６は、第２半導体モジュール４５の径方向外側であって、第１中心線Ｌｃ１の他側に配置される。また、第５モータ線１３５は、第２中心線Ｌｃ２よりも反コネクタ３９側に配置される。換言すると、第５モータ線１３５は、第２中心線Ｌｃ２からずれた位置に配置される。
【００３８】
第１系統モータ線１１５と第２系統モータ線１２５とは、マグネット２５に対して点対称に配置される。これにより、第１半導体モジュール４０および第２半導体モジュール４５を同一形状とすることが可能であり、部品の共通化が図れる。
また、モータ線１３１〜１３６は、マグネット２５を中心とする同心円Ｃ上に配置される。これにより、略環状に形成されるステータ１２に巻回される第１巻線組１１０および第２巻線組１２０から、容易にモータ線１３１〜１３６を引き出すことができ、製造しやすい。
【００３９】
本実施形態では、第２モータ線１３２の両側に配置される第１モータ線１３１および第３モータ線１３３は、第２モータ線１３２に対して非対称に配置される。すなわち、マグネット２５の中心Ｏと第１モータ線１３１とを結ぶ直線Ｌ１と、マグネット２５の中心Ｏと第２モータ線１３２とを結ぶ直線Ｌ２とのなす角度θ１１と、マグネット２５の中心Ｏと第３モータ線１３３とを結ぶ直線Ｌ３と直線Ｌ２とのなす角度θ１２とが異なっている。すなわち、θ１１≠θ１２である。また、本実施形態では、θ１１＜θ１２である。
【００４０】
また、第５モータ線１３５の両側に配置される第４モータ線１３４および第６モータ線１３６は、第５モータ線１３５に対して非対称に配置される。すなわち、マグネット２５の中心Ｏと第４モータ線１３４と結ぶ直線Ｌ４と、マグネット２５との中心Ｏと第５モータ線１３５とを結ぶ直線Ｌ５とのなす角度θ２１と、マグネット２５との中心Ｏと第６モータ線１３６とを結ぶ直線Ｌ６と直線Ｌ５とのなす角度θ２２とが異なっている。すなわち、θ２１≠θ２２である。また、本実施形態では、θ２１＜θ２２である。
【００４１】
また、モータ線１３１〜１３３とモータ線１３４〜１３６とが点対称に配置されているので、θ１１＝θ２１であり、θ１２＝θ２２である。また、直線Ｌ１と直線Ｌ４とのなす角度θ３１、直線Ｌ２と直線Ｌ５とのなす角度θ３２、および、直線Ｌ３と直線Ｌ６とのなす角度θ３３は、いずれも１８０［°］である。なお、θ３１、θ３２、θ３３については、煩雑になることを避けるため、図示はしていない。単位について言及しておくと、本実施形態では、モータ線の配置に係る角度を［°］とし、電流位相に係る電気角を［ｄｅｇ］とする。
【００４２】
上述の通り、モータ線１３１、１３２、１３３のうち、いずれか１つがＵ１コイル１１１に接続され、他の１つがＶ１コイル１１２に接続され、残りの１つがＷ１コイル１１３に接続される。したがって、モータ線１３１、１３２、１３３における相配置の組み合わせは、６通りである。
同様に、モータ線１３４、１３５、１３６のうち、いずれか１つがＵ２コイル１２１に接続され、他の１つがＶ２コイル１２２に接続され、残りの１つがＷ２コイル１２３に接続される。したがって、モータ線１３４、１３５、１３６における相配置の組み合わせは、６通りある。
また、第１系統モータ線１１５の相配置と第２系統モータ線１２５の相配置との組み合わせは、３６通りとなる。
【００４３】
ところで、本実施形態では、回転角センサ３２は、シャフト１５とともに回転するマグネット２５の磁界の変化を検出することにより、シャフト１５およびロータ１４の回転位置を検出している。また、本実施形態では、モータ線１３１〜１３６がマグネット２５および回転角センサ３２の径方向外側に配置される。そのため、モータ線１３１〜１３６に電流が流れると、通電により生じる磁界により、回転角センサ３２が検出する磁界に影響を及ぼす虞がある。
【００４４】
そこで本実施形態では、回転角センサ３２におけるモータ線１３１〜１３６からの磁束漏れの影響が可及的小さくなるような相配置とする。
第１系統１０１に通電される電流である第１電流Ｉ１と、第２系統１０２に通電される電流である第２電流Ｉ２とに位相差がなく、同位相にて通電される場合、例えば、モータ線１３１をＵ１コイル１１１と接続し、モータ線１３２をＶ１コイル１１２と接続し、モータ線１３３をＷ１コイル１１３と接続し、モータ線１３４をＵ２コイル１２１と接続し、モータ線１３５をＶ２コイル１２２と接続し、モータ線１３６をＷ２コイル１２３と接続する、といった具合に、マグネット２５を挟んで反対側に配置されるモータ線１３１とモータ線１３４、モータ線１３２とモータ線１３５、モータ線１３３とモータ線１３６とが同相となるように配置する。すなわち、第１系統モータ線１１５の相配置と、第２系統モータ線１２５の相配置とが、点対称配置となっている。
【００４５】
第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とが同位相である場合、第１系統モータ線１１５に通電される電流により形成される磁界と、第２系統モータ線１２５に通電される電流により形成される磁界とが略等しい。そのため、第１系統モータ線１１５および第２系統モータ線１２５の相配置を点対称とすることにより、磁束漏れの影響がキャンセルされるので、回転角センサ３２における検出誤差を低減することができる。
【００４６】
また、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とに位相差がある場合、例えば、モータ線１３１をＶ１コイル１１２と接続し、モータ線１３２をＵ１コイル１１１と接続し、モータ線１３３をＷ１コイル１１３と接続し、モータ線１３４をＵ２コイル１２１と接続し、モータ線１３５をＷ２コイル１２３と接続し、モータ線１３６をＶ２コイル１２２と接続する、といった具合に、マグネット２５を挟んで反対側に配置されるモータ線１３１とモータ線１３４、モータ線１３２とモータ線１３５、モータ線１３３とモータ線１３６とが異なる相となるように配置する。すなわち、第１系統モータ線１１５の相配置と、第２系統モータ線１２５との相配置とが、非点対称配置となっている。
【００４７】
第１電流と第２電流とに位相差がある場合、例えば第２電流Ｉ２の位相が第１電流Ｉ１の位相よりも電気角で３０［ｄｅｇ］遅れている場合、第１系統モータ線１１５に通電される電流により形成される磁界と、第２系統モータ線１２５に通電される電流により形成される磁界とは異なる。そのため、第１系統モータ線１１５の相配置と第２系統モータ線１２５の相配置とを非点対称とした方が、回転角センサ３２における検出誤差が小さい。
【００４８】
また、第１系統モータ線１１５において、真ん中のモータ線１３２と、両側のモータ線１３１、１３３とが近接している方が、系統内にて磁束漏れを打ち消す効果が大きいので、θ１１およびθ１２は、接触しない範囲で、例えば３０［°］以下程度に設定することが望ましい。第２系統モータ線１２５におけるθ２１およびθ２２についても同様である。これにより、例えば一方の系統が故障し、正常である片系統にて駆動する場合においも、回転角センサ３２における検出誤差を低減することができる。
【００４９】
以上詳述したように、駆動装置１は、モータ部１０と、マグネット２５と、回転角センサ３２と、第１半導体モジュール４０と、第２半導体モジュール４５と、ヒートシンク３５と、第１系統モータ線１１５と、第２系統モータ線１２５と、を備える。
モータ部１０は、３相巻線である第１巻線組１１０および第２巻線組１２０が巻回されるステータ１２、ステータ１２に対して回転可能に設けられるロータ１４、ロータ１４と一体に回転するシャフト１５を有する。
マグネット２５は、シャフト１５の一方の端部に設けられる。
回転角センサ３２は、マグネット２５と対向して設けられ、マグネット２５の磁界の変化を検出してシャフト１５およびロータ１４の回転位置を検出する。
【００５０】
第１半導体モジュール４０は、第１巻線組１１０への通電を切り替えるスイッチング素子４０１〜４０６を有する。
第２半導体モジュール４５は、第２巻線組１２０への通電を切り替えるスイッチング素子４５１〜４５６を有する。
ヒートシンク３５は、第１半導体モジュール４０および第２半導体モジュール４５が固定されるモジュール保持面３６、３７を有する。モジュール保持面３６、３７は、モータ部１０のマグネット２５が設けられる側の端部から立ち上がる方向に形成される。
【００５１】
第１系統モータ線１１５は、第１半導体モジュール４０よりも径方向外側に設けられ、第１巻線組１１０を構成するＵ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２またはＷ１コイル１１３のうちのいずれか１つと第１半導体モジュール４０とを接続する第１モータ線１３１、第２モータ線１３２および第３モータ線１３３から構成される。
第２系統モータ線１２５は、第２半導体モジュール４５よりも径方向外側に設けられ、第２巻線組１２０を構成するＵ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２またはＷ２コイル１２３のうちのいずれか１つと第２半導体モジュール４５とを接続する第４モータ線１３４、第５モータ線１３５および第６モータ線１３６から構成される。
【００５２】
第１系統モータ線１１５、および、第２系統モータ線１２５は、マグネット２５を中心とする同心円Ｃ上に点対称に配置される。
第１系統モータ線１１５において、第２モータ線１３２の両側に配置される第１モータ線１３１および第３モータ線１３３は、第２モータ線に対して非対称に配置される。
同様に、第２系統モータ線１２５において、第５モータ線１３５の両側に配置される第４モータ線１３４および第６モータ線１３６は、第５モータ線１３５に対して非対称に配置される。
【００５３】
本実施形態では、第１系統モータ線１１５、および、第２系統モータ線１２５は、マグネット２５を中心とする同心円Ｃ上に配置される。これにより、例えば第１系統モータ線１１５、および、第２系統モータ線１２５を直線状に配置する場合と比較し、円筒形状のスペース内でのレイアウトが容易となるので、駆動装置１の体格を小型化することができる。また、略環状に形成されるステータ１２に巻回される第１巻線組１１０および第２巻線組１２０から、第１系統モータ線１１５および第２系統モータ線１２５を容易に引き出すことができる。
【００５４】
また、第１系統モータ線１１５および第２系統モータ線１２５は、点対称に配置される。すなわち、θ１１＝θ２１、θ１２＝θ２２であり、θ３１＝θ３２＝θ３３＝１８０［°］である。これにより、第１半導体モジュール４０と第２半導体モジュール４５とを同一形状とすることができるので、部品の共通化が可能である。
【００５５】
さらにまた、モータ線１３１、１３２、１３３は、非対称に配置される。すなわち、θ１１≠θ１２である。また、モータ線１３２は、モジュール保持面３６の中心を通り、モジュール保持面３６に垂直な中心線である第２中心線Ｌｃ２からずれた位置に配置される。
これにより、６つのスイッチング素子以外の電源リレーやモータリレー等の電子部品が第１半導体モジュール４０として一体にモジュール化されているとき、第１半導体モジュール４０内の素子配置に応じて形成されるモータ端子４１とモータ線１３１〜１３３とを容易に接続することができる。
【００５６】
同様に、モータ線１３４、１３５、１３６は、非対称に配置される。すなわち、θ２１≠θ２２である。また、モータ線１３５は、モジュール保持面３７の中心を通り、モジュール保持面３７に垂直な中心線である第２中心線Ｌｃ２からずれた位置に配置される。
これにより、６つのスイッチング素子以外の電源リレーやモータリレー等の電子部品が第２半導体モジュール４５として一体にモジュール化されているとき、第２半導体モジュール４５内の素子配置に応じて形成されるモータ端子４６とモータ線１３４〜１３６とを容易に接続することができる。
【００５７】
ところで、本実施形態では、マグネット２５および回転角センサ３２の径方向外側にモータ線１３１〜１３６が配置されるので、モータ線１３１〜１３６への通電による磁束漏れの影響により、回転角センサ３２の検出誤差が生じる虞がある。
そこで本実施形態では、モータ線１３１〜１３６に通電される電流位相に応じ、回転角センサ３２の検出誤差が小さくなるような相配置とする。
【００５８】
具体的には、第１巻線組１１０に通電される電流の位相と、第２巻線組１２０に通電される電流の位相とが等しい場合、マグネット２５に対して対称に配置される第１モータ線１３１と第４モータ線１３４、第２モータ線１３２と第５モータ線１３５、第３モータ線１３３と第６モータ線１３６は、同じ相の第１巻線組１１０または第２巻線組１２０に接続される。すなわち、第１系統モータ線１１５の相配置と、第２系統モータ線１２５の相配置とが、点対称配置となっている。
これにより、第１系統モータ線１１５への通電により生じる磁界と、第２系統モータ線１２５への通電により生じる磁界とが打ち消し合うため、回転角センサ３２の検出誤差を低減することができる。
【００５９】
また、第１巻線組１１０に通電される電流の位相と、第２巻線組１２０に通電される電流の位相とが異なる場合、マグネット２５に対して対称に配置される第１モータ線１３１と第４モータ線１３４、第２モータ線１３２と第５モータ線１３５、第３モータ線１３３と第６モータ線１３６は、少なくとも２組が異なる相の第１巻線組１１０または第２巻線組１２０に接続される。すなわち、第１系統モータ線１１５の相配置と、第２系統モータ線１２５の相配置とが、非点対称配置となっている。
【００６０】
例えば、第１モータ線１３１がＶ１コイル１１２に接続され、第２モータ線１３２がＵ１コイル１１１に接続され、第３モータ線１３３がＷ１コイル１１３に接続される。また、第４モータ線１３４がＵ２コイル１２１に接続され、第５モータ線１３５がＷ２コイル１２３に接続され、第６モータ線１３６がＶ２コイル１２２に接続される。この場合、マグネット２５に対して対称に配置される第１モータ線１３１と第４モータ線１３４、第２モータ線１３２と第５モータ線１３５、第３モータ線１３３と第６モータ線１３６は、全てが異なる相の第１巻線組１１０または第２巻線組１２０に接続される。
これにより、位相差通電を行った場合における回転角センサ３２の検出誤差を低減することができる。
【００６１】
回転角センサ３２は、ＭＲ素子により構成され、回転角センサ３２における磁束密度は、２０［ｍＴ］以上５０［ｍＴ］以下である。これにより、回転角センサ３２における検出誤差を低減することができる。
【００６２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、回転角センサは、ＭＲ素子である。他の実施形態では、回転角センサは、ＭＲ素子に限らず、例えばレゾルバやホールＩＣ等の磁束を検出するセンサに適用できる。また、上記実施形態では、被検出部はマグネットである。他の実施形態では、回転角センサに応じ、回転角センサにてシャフトおよびロータの回転位置を検出可能なものであれば、被検出部には、どのようなものを用いてもよい。
【００６３】
上記実施形態では、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールは、同一形状である。他の実施形態では、第１半導体モジュールと第２半導体モジュールとが異なる形状であってもよい。
また、上記実施形態では、１つのインバータを構成するスイッチング素子を１つのモジュールとする。他の実施形態では、１つのインバータを構成するスイッチング素子を、複数のモジュールにより構成してもよい。すなわち、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールを複数のモジュールにより構成してもよい。
【００６４】
上記実施形態では、第１巻線組に通電される電流と第２巻線組に通電される電流が同位相である場合、被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線を、同じ相の第１巻線組または第２巻線組に接続する。他の実施形態では、第１巻線組に通電される電流と第２巻線組に通電される電流の位相によらず、被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線を、同じ相の第１巻線組または第２巻線組に接続してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、第１巻線組に通電される電流と第２巻線組に通電される電流が異なる位相である場合、被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線を、全てが異なる相の第１巻線組または第２巻線組に接続する。上記実施形態では、特に、第１モータ線がＶ１コイルに接続され、第２モータ線がＵ１コイルに接続され、第３モータ線がＷ１コイルに接続され、第４モータ線がＵ２コイルに接続され、第５モータ線がＷ２コイルに接続され、第６モータ線がＶ２コイルに接続される例を説明した。
【００６６】
他の実施形態では、被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線が、全てが異なる相となる配置は、上述の例以外の配置であってもよい。
また、他の実施形態では、第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線のうち、２組が異なる相に接続されていれば、残りの１組は同じ相に接続されていてもよい。また、第１巻線組に通電される電流と第２巻線組に通電される電流の位相によらず、被検出部に対して対称に配置される第１モータ線と第４モータ線、第２モータ線と第５モータ線、第３モータ線と第６モータ線を、異なる相の第１巻線組または第２巻線組に接続してもよい。
【００６７】
上記実施形態では、第１系統モータ線において、真ん中に配置される第２モータ線は、モジュール保持面の中心からずれた位置に配置される。また、第２系統モータ線において、真ん中に配置される第５モータ線は、モジュール保持面の中心を通りモジュール保持面に垂直な中心線からずれた位置に配置される。他の実施形態では、第２モータ線および第５モータ線は、モジュール保持面の中心を通りモジュール保持面に垂直な中心線上に配置してもよい。
【００６８】
上記実施形態では、駆動装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、駆動装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
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】
【００６９】
１・・・駆動装置
１０・・・モータ部
２５・・・マグネット（被検出部）
３２・・・回転角センサ
３５・・・ヒートシンク
４０・・・第１半導体モジュール
４５・・・第２半導体モジュール
１１５・・・第１系統モータ線
１２５・・・第２系統モータ線
【図１】
0005862645.tif 000002
【図２】
0005862645.tif 000003
【図３】
0005862645.tif 000004
【図４】
0005862645.tif 000005
【図５】
0005862645.tif 000006
【図６】
0005862645.tif 000007
【図７】
0005862645.tif 000008