(57)【要約】      （修正有）【課題】体格を小型化可能な駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】駆動装置１のフレーム部材２０は、モータ１０の軸方向の一側に設けられる。ＥＣＵ４０の基板４１は、フレーム部材２０のモータ１０と反対側に固定される。発熱素子は、基板４１のフレーム部材２０側の面である発熱素子実装面４２に実装され、フレーム部材２０に対して放熱可能に設けられる。発熱素子よりも基板４１からの高さが大きいコンデンサ８７およびチョークコイルは、基板４１のフレーム部材２０と反対側の面である電子部品実装面４３に実装される。発熱素子およびコンデンサ８７は、モータ１０の外郭を構成するモータケース１１の筒部１１４を投影した投影領域内に配置される。これにより、駆動装置１の径方向の体格を大型化することなく、軸方向における体格を小型化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線（１３、１４）が巻回されるステータ（１２、３１２）、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（１５）、および、前記ロータと共に回転するシャフト（１６）を有する回転電機（１０、３１０）と、
前記回転電機の軸方向の一方の側に設けられるフレーム部材（２０、３２０）と、
前記フレーム部材の前記回転電機と反対側に固定される基板（４１、３４１）、前記基板の前記フレーム部材側の面である発熱素子実装面（４２、３４２）に実装され前記フレーム部材に対して放熱可能に設けられる発熱素子（７０、２７０）、および、前記基板の前記フレーム部材と反対側の面である電子部品実装面（４３、３４３）に実装される前記発熱素子よりも前記基板からの高さが大きい電子部品（８６、８７、８９、２７１、２７２）を有し、前記発熱素子および前記電子部品が前記回転電機の外郭を構成する筒部（１１４、３１２）を軸方向に投影した投影領域内に配置されるコントローラ（４０、２４０、３４０）と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記筒部は、モータケース（１１）の筒部（１１４）、または、前記ステータ（３１２）であ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】
前記コントローラと外部（１０３、１０９）との電気的接続に用いられるコネクタ（９６、９７、１９６、１９７、３８０）をさらに備え、
前記電子部品は、コンデンサ（８６、８７）を含み、
前記コネクタは、前記回転電機の軸方向に投影したとき、前記コンデンサと重複せず、かつ、少なくとも一部が前記基板と重複する領域に配置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】
前記コネクタは、前記コンデンサの径方向外側に配置されることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記コネクタ（９６、９７）は、前記投影領域内に配置され、
前記コネクタの開口部（９６１、９７１）は、軸方向外側を向いて形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記コネクタ（１９６、１９７、３８０）の開口部（９６３、９７３、３８１）は、径方向外側を向いて形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置（２、３）。
【請求項７】
前記コネクタ（９６、９７、１９６、１９７）は、前記基板の前記電子部品実装面側に設けられ、前記コントローラの前記回転電機と反対側を覆うカバー部材（９０、１９０）と一体に形成されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記コネクタ（３８０）は、前記コントローラの前記回転電機と反対側を覆うカバー部材（３９０）と別体で形成されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記発熱素子は、前記巻線の通電を切り替えるインバータ部（５０、６０）を構成する駆動素子（５１〜５６、６１〜６６）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記発熱素子は、前記インバータ部と電源（１０９）との間に通電される電流の導通または遮断を切り替え可能なリレー（７１〜７４）を含むことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記電子部品は、前記インバータ部と電源（１０９）との間に通電される電流の導通または遮断を切り替え可能であって、前記電子部品実装面に実装されるメカリレー（２７１、２７２）を含むことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記電子部品は、コイル部材（８９）を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記発熱素子実装面の前記シャフトと対向する箇所に実装され、前記シャフトの回転を検出する回転角センサ（８５）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記フレーム部材には、前記シャフトの端部に設けられるマグネット（１８）を収容するマグネット収容室（２３１、３３１）が設けられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記フレーム部材には、前記シャフトを回転可能に支持する軸受（１６７）を保持する軸受保持部（２３２、３３１）が設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の駆動装置（１〜３）と、
前記回転電機から出力されたトルクを駆動対象（１０２）に伝達する動力伝達部（９）と、
を備え、
前記回転電機のトルクにより前記駆動対象を駆動することで、運転者による操舵部材（１０１）の操舵を補助することを特徴とする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】
本発明は、駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータ、および、この電動モータを制御する制御装置を備える電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１では、電動モータの軸方向に一方の側に制御装置が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５００１６６２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、電動モータを軸方向に投影した領域よりも外側にコンデンサが設けられており、かつ、さらにその外側にコネクタが設けられている。そのため径方向における体格が大きい。
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、および、これを用いた電動パワーステアリング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、回転電機と、フレーム部材と、コントローラと、を備える。
回転電機は、ステータ、ロータ、および、シャフトを有する。ステータには、巻線が巻回される。ロータは、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。
フレーム部材は、回転電機の軸方向の一方の側に設けられる。
【０００６】
コントローラは、基板、発熱素子、および、電子部品を有し、発熱素子および電子部品が回転電機の外郭を構成する筒部を軸方向に投影した投影領域内に配置される。基板は、フレーム部材の回転電機と反対側に固定される。発熱素子は、基板のフレーム部材側の面である発熱素子実装面に実装され、フレーム部材に対して放熱可能に設けられる。発熱素子よりも基板からの高さが大きい電子部品は、基板のフレーム部材と反対側の面である電子部品実装面に実装される。
【０００７】
本発明では、発熱素子は、フレーム部材に対して放熱可能に設けられる。すなわち、フレーム部材が回転電機の外郭としての機能、および、ヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。また、発熱素子および電子部品が筒部を軸方向に投影した投影領域内に配置される。これにより、別途にヒートシンクを設ける場合と比較し、部品点数を低減できるとともに、駆動装置の径方向の体格を大型化することなく、軸方向における体格を小型化することができる。
また、発熱素子よりも基板からの高さが大きい電子部品を電子部品実装面側に実装することで、発熱素子のフレーム部材側への放熱を阻害せず、発熱素子により生じる熱をフレーム部材側へ適切に放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるパワーステアリングシステムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による駆動装置の回路構成を示す模式図である。
【図３】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４】本発明の第１実施形態による駆動装置の側面図である。
【図５】図４のＶ方向の矢視図である。
【図６】図４のＶＩ方向の矢視図である。
【図７】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８】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９】本発明の第１実施形態によるＥＣＵの側面図である。
【図１０】図９のＸ方向の矢視図である。
【図１１】図９のＸＩ方向の矢視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態によるコネクタと電子部品実装面側の部品との位置関係を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態によるコネクタと発熱素子実装面側の部品との位置関係を説明する平面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による駆動装置の平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−Ｏ−ＸＶ線の断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態によるＥＣＵの発熱素子実装面側を示す平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態によるＥＣＵの電子部品実装面側を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による駆動装置の断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による駆動装置の側面図である。
【図２０】図１９のカバー部材の一部を除いた側面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ方向の矢視図であって、カバー部材の一部を除いた図である。
【図２２】本発明の第４実施形態によるＥＣＵの発熱素子実装面側を示す平面図である。
【図２３】本発明の第４実施形態によるＥＣＵの電子部品実装面側を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による駆動装置、および、電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置、および、電動パワーステアリング装置を図１〜図１３に示す。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。
【００１０】
図１に示すように、駆動装置１は、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置８に適用される。駆動装置１は、回転電機としてのモータ１０と、モータ１０の駆動制御に係るコントローラとしてのＥＣＵ４０とが一体に形成される。
図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム１００の全体構成を示すものである。ステアリングシステム１００は、操舵部材としてのハンドル１０１、コラム軸１０２、ピニオンギア１０４、ラック軸１０５、車輪１０６、および、電動パワーステアリング装置８等から構成される。
【００１１】
ハンドル１０１は、コラム軸１０２と接続される。コラム軸１０２には、運転者がハンドル１０１を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ１０３が設けられる。コラム軸１０２の先端には、ピニオンギア１０４が設けられ、ピニオンギア１０４はラック軸１０５に噛み合っている。ラック軸１０５の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪１０６が設けられる。
【００１２】
これにより、運転者がハンドル１０１を回転させると、ハンドル１０１に接続されたコラム軸１０２が回転する。コラム軸１０２の回転運動は、ピニオンギア１０４によりラック軸１０５の直線運動に変換され、ラック軸１０５の変位量に応じた角度に一対の車輪１０６が操舵される。
【００１３】
電動パワーステアリング装置８は、動力伝達部としての減速ギア９、および、駆動装置１を備える。電動パワーステアリング装置８は、トルクセンサ１０３から取得される操舵トルクや、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）から取得される車速等の信号に基づき、ハンドル１０１の操舵を補助するための補助トルクをモータ１０から出力し、減速ギア９を介してコラム軸１０２に伝達する。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、モータ１０にて発生したトルクにてコラム軸１０２の回転をアシストする、所謂「コラムアシスト」であるが、ラック軸１０５の駆動をアシストする、所謂「ラックアシスト」としてもよい。換言すると、本実施形態では、コラム軸１０２が「駆動対象」であるが、ラック軸１０５を「駆動対象」としてもよい、ということである。
【００１４】
次に、電動パワーステアリング装置８の電気的構成を図２に基づいて説明する。なお、図２においては、煩雑になることを避けるため、一部の制御線等を省略している。
モータ１０は、三相ブラシレスモータであって、後述するステータ１２に巻回される第１巻線組１３および第２巻線組１４を有する。第１巻線組１３は、Ｕ相コイル１３１、Ｖ相コイル１３２、および、Ｗ相コイル１３３から構成される。第２巻線組１４は、Ｕ相コイル１４１、Ｖ相コイル１４２、および、Ｗ相コイル１４３から構成される。本実施形態では、第１巻線組１３および第２巻線組１４が「巻線」に対応する。
【００１５】
ＥＣＵ４０は、いずれも後述の基板４１に実装される第１インバータ部５０、第２インバータ部６０、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、制御部８０、回転角センサ８５、コンデンサ８６、８７、コイル部材としてのチョークコイル８９等を備える。本実施形態では、ＥＣＵ４０を構成するＥＣＵ構成部品は、１枚の基板４１に実装される。これにより、複数の基板によりＥＣＵ４０を構成する場合と比較し、部品点数を低減可能であるとともに、小型化が可能である。
【００１６】
第１インバータ部５０は、６つのスイッチング素子（以下、「ＳＷ素子」という。）５１〜５６がブリッジ接続されており、第１巻線組１３への通電を切り替える。第２インバータ部６０は、６つのＳＷ素子６１〜６６がブリッジ接続されており、第２巻線組１４への通電を切り替える。
本実施形態のＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６は、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。
本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６が、「駆動素子」に対応する。
【００１７】
第１インバータ部５０の高電位側に配置されるＳＷ素子５１、５２、５３は、ドレインが電源としてのバッテリ１０９の正極側に接続され、ソースが低電位側に配置されるＳＷ素子５４、５５、５６のドレインに接続される。ＳＷ素子５４、５５、５６のソースは、電流検出素子５７、５８、５９を経由してバッテリ１０９の負極側に接続される。高電位側のＳＷ素子５１、５２、５３と低電位側のＳＷ素子５４、５５、５６との接続点は、それぞれＵ相コイル１３１、Ｖ相コイル１３２、Ｗ相コイル１３３に接続される。
【００１８】
第２インバータ部６０の高電位側に配置されるＳＷ素子６１、６２、６３は、ドレインがバッテリ１０９の正極側に接続され、ソースが低電位側に配置されるＳＷ素子６４、６５、６６のドレインに接続される。ＳＷ素子６４、６５、６６のソースは、電流検出素子６７、６８、６９を経由してバッテリ１０９の負極側に接続される。高電位側のＳＷ素子６１、６２、６３と低電位側のＳＷ素子６４、６５、６６との接続点は、それぞれＵ相コイル１４１、Ｖ相コイル１４２、Ｗ相コイル１４３に接続される。
【００１９】
電流検出素子５７、５８、５９は、第１巻線組１３の各相に対応してＳＷ素子５４〜５６の低電位側に設けられ、第１巻線組１３の各相に通電される電流を検出する。
電流検出素子６７、６８、６９は、第２巻線組１４の各相に対応してＳＷ素子６４〜６６の低電位側に設けられ、第２巻線組１４の各相に通電される電流を検出する。
本実施形態の電流検出素子５７〜５９、６７〜６９は、シャント抵抗である。
【００２０】
電源リレー７１は、バッテリ１０９と第１インバータ部５０との間に設けられ、バッテリ１０９と第１インバータ部５０との間における電流を導通または遮断する。電源リレー７２は、バッテリ１０９と第２インバータ部６０との間に設けられ、バッテリ１０９と第２インバータ部６０との間における電流を導通または遮断する。
【００２１】
逆接保護リレー７３は、電源リレー７１と第１インバータ部５０との間に設けられる。逆接保護リレー７４は、電源リレー７２と第２インバータ部６０との間に設けられる。逆接保護リレー７３、７４は、寄生ダイオードの向きが電源リレー７１、７２と反対向きとなるように接続され、バッテリ１０９が逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、ＥＣＵ４０を保護する。
本実施形態では、電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等の他の素子を用いてもよい。本実施形態では、電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４は、いずれも半導体リレーであって、「リレー」に対応する。
【００２２】
制御部８０は、マイコン８１、および、集積回路部品であるＡＳＩＣ８２等を有する。
マイコン８１は、トルクセンサ１０３や回転角センサ８５等からの信号に基づき、第１巻線組１３および第２巻線組１４への通電に係る指令値を演算する。
ＡＳＩＣ８２は、プリドライバ、信号増幅部、および、レギュレータ等を有する。プリドライバは、指令値に基づいて駆動信号を生成し、生成された駆動信号を第１インバータ部５０および第２インバータ部６０に出力する。詳細には、プリドライバは、生成された駆動信号を、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６のゲートに出力する。ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６が駆動信号に従ってスイッチング動作することで、第１インバータ部５０および第２インバータ部６０から第１巻線組１３および第２巻線組１４に指令値に応じた交流電流が通電される。これにより、モータ１０が駆動される。
信号増幅部は、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９の検出信号（本実施形態では両端電圧）や、回転角センサ８５の検出値を増幅し、マイコン８１に出力する。また、レギュレータは、マイコン８１等に供給される電圧を安定化させる安定化回路である。
【００２３】
回転角センサ８５は、磁気検出素子により構成され、後述するシャフト１６の他端１６２に設けられるマグネット１８が回転することによる回転磁界を検出することにより、ロータ１５の回転角度を検出する。
【００２４】
コンデンサ８６は、第１インバータ部５０と並列に接続される。コンデンサ８７は、第２インバータ部６０と並列に接続される。本実施形態では、コンデンサ８６、８７は、アルミ電解コンデンサであって、リレー７１〜７４のインバータ部５０、６０側に設けられる。また、チョークコイル８９は、バッテリ１０９とコンデンサ８６、８７の正極側との間に接続される。本実施形態では、チョークコイル８９は、リレー７１〜７４のバッテリ１０９側に設けられる。
【００２５】
コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９は、フィルタ回路を構成し、バッテリ１０９を共有する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、駆動装置１からバッテリ１０９を共有する他の装置に伝わるノイズを低減する。また、コンデンサ８６、８７は、電荷を蓄えることで、第１インバータ部５０および第２インバータ部６０への電力供給を補助する。
【００２６】
本実施形態では、第１巻線組１３に対応して設けられる第１インバータ部５０、電源リレー７１、逆接保護リレー７３、および、コンデンサ８６を、第１系統２０１とする。また、第２巻線組１４に対応して設けられる第２インバータ部６０、電源リレー７２、逆接保護リレー７４、および、コンデンサ８７を、第２系統２０２とする。すなわち、モータ１０は、複数系統（本実施形態では２系統）にて駆動制御される。
【００２７】
次に、駆動装置１の構造について図３〜図１１に基づいて説明する。以下適宜、モータ１０の軸方向を単に「軸方向」といい、モータ１０の径方向を単に「径方向」という。なお、図３は、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
図３〜図８に示すように、駆動装置１は、モータ１０、フレーム部材２０、ＥＣＵ４０、および、コネクタ９６、９７等を備える。
図３に示すように、モータ１０は、モータケース１１、ステータ１２、第１巻線組１３、第２巻線組１４、ロータ１５、および、シャフト１６等を有する。
【００２８】
モータケース１１は、モータ１０の外郭を構成するものであって、底部１１１、および、筒部１１４を有し、例えばアルミ等の金属により有底筒状に形成される。ここで、底部１１１はモータ１０の軸方向の一方の外郭を構成し、筒部１１４がモータ１０の径方向の外郭を構成している、と捉えることができる。本実施形態のモータケース１１は、アルミにより形成され、表面はアルマイト処理がなされている。モータケース１１は、底部１１１がＥＣＵ４０と反対側、開口側がＥＣＵ４０側となるように配置される。本実施形態では筒部１１４が「回転電機の外郭を構成する筒部」であって、筒部１１４を軸方向に投影した領域を「モータ領域」とする。
底部１１１の略中央には、シャフト１６の一端１６１が挿通される軸孔１１２が形成される。また、底部１１１には、ベアリング１６６が嵌合する。
【００２９】
筒部１１４は、ステータ１２の径方向外側の外縁に配置される。筒部１１４の開口側には、フレーム部材２０を固定するための固定部１１６が径方向外側に突出して形成される。固定部１１６には、ねじ孔１１７が形成される。本実施形態の固定部１１６は、等間隔で３箇所に設けられる。
【００３０】
ステータ１２は、例えば鉄等の磁性材の薄板を積層してなる積層部、および、積層部の軸方向外側に形成されるインシュレータを有し、モータケース１１の内側に固定される。ステータ１２の積層部に用いる薄板の枚数は、モータ１０に要求される出力に応じて変更可能である。これにより、軸方向の長さを変更することで、径方向の大きさを変更することなく、モータ１０の出力を変更可能である。
【００３１】
第１巻線組１３および第２巻線組１４は、ステータ１２のインシュレータに巻回される。第１巻線組１３からは、相毎に第１モータ線１３５が取り出される。第２巻線組１４からは、相毎に第２モータ線１４５が取り出される。モータ線１３５、１４５は、モータケース１１からＥＣＵ４０側に取り出される（図７参照）。
【００３２】
第１モータ線１３５は、第１Ｕ相モータ線１３６、第１Ｖ相モータ線１３７、および、第１Ｗ相モータ線１３８から構成され、電源リレー７１、７２側から、第１Ｕ相モータ線１３６、第１Ｖ相モータ線１３７、第１Ｗ相モータ線１３８の順に配列される。
また、第２モータ線１４５は、第２Ｕ相モータ線１４６、第２Ｖ相モータ線１４７、および、第２Ｗ相モータ線１４８から構成され、電源リレー７１、７２側から、第２Ｗ相モータ線１４８、第２Ｖ相モータ線１４７、第２Ｕ相モータ線１４６の順に配列される。
【００３３】
第１Ｕ相モータ線１３６と第２Ｕ相モータ線１４６、第１Ｖ相モータ線１３７と第２Ｖ相モータ線１４７、第１Ｗ相モータ線１３８と第２Ｗ相モータ線１４８とは、後述する軸中心Ｏに対し、点対称に配置される。また、第１Ｕ相モータ線１３６と第１Ｗ相モータ線１３８とは、第１Ｖ相モータ線１３７に対して対称に配置される。同様に、第２Ｕ相モータ線１４６と第２Ｗ相モータ線１４８とは、第２Ｖ相モータ線１４７を挟んで対称に配置される。
これにより、第１モータ線１３５からの磁束漏れと第２モータ線１４５からの磁束漏れとが相殺される。また、モータ１０の軸中心Ｏに実装される回転角センサ８５における磁束漏れの影響を低減でき、検出誤差を低減することができる。
ここで、「対称」とは、磁束漏れを相殺できる程度であれば、製造上の誤差程度は許容されるものとする。
【００３４】
ロータ１５は、ロータコア１５１および永久磁石１５２を有する。ロータコア１５１は、例えば鉄等の磁性材により略円筒状に形成され、ステータ１２と同軸となるようにステータ１２の径方向内側に設けられる。永久磁石１５２は、ロータコア１５１の径方向外側に設けられ、Ｎ極とＳ極とが交互となるように構成される。
【００３５】
シャフト１６は、例えば金属により棒状に形成され、ロータコア１５１の軸中心に固定される。シャフト１６は、モータケース１１の底部１１１に設けられるベアリング１６６、および、フレーム部材２０に設けられる軸受としてのベアリング１６７に軸受され、回転可能に支持される。これにより、シャフト１６はロータ１５とともに回転可能となる。なお、ロータ１５の外壁と、ステータ１２の内壁との間には、エアギャップが形成される。
【００３６】
シャフト１６の一端１６１は、モータケース１１の底部１１１に形成される軸孔１１２に挿通され、モータケース１１の外部に突出する。シャフト１６の一端１６１には、減速ギア９（図１参照）と接続される図示しない出力端が設けられる。これにより、ロータ１５およびシャフト１６の回転により生じるトルクが、減速ギア９を経由してコラム軸１０２に出力される。
シャフト１６の他端１６２には、マグネット１８を保持するマグネット保持部１７が設けられる。
【００３７】
図３および図７等に示すように、フレーム部材２０は、例えばアルミ等の熱伝導性のよい金属により形成され、モータケース１１の開口側を塞ぐように、筒部１１４の径方向内側に挿入される。ここで、フレーム部材２０のモータ１０側の面をモータ側端面２１、ＥＣＵ４０側の面をＥＣＵ側端面３１とする。
【００３８】
フレーム部材２０の略中央には、軸孔２３が形成される。軸孔２３には、シャフト１６の他端１６２側が挿通される。また、フレーム部材２０には、軸孔２３と連通し、ＥＣＵ４０側に開口するマグネット収容室２３１が形成される。マグネット収容室２３１には、マグネット１８が収容される。これにより、シャフト１６の他端１６２に設けられるマグネット１８がＥＣＵ４０側に露出する。
また、フレーム部材２０には、軸受保持部２３２が形成される。軸受保持部２３２には、ベアリング１６７が嵌合する。
また、フレーム部材２０には、モータ線１３５が挿通されるモータ線挿通孔２４、および、モータ線１４５が挿通されるモータ線挿通孔２５が形成される。これにより、モータ線１３５、１４５は、ＥＣＵ４０側に取り出される。
【００３９】
フレーム部材２０には、固定部１１６に対応する箇所（本実施形態では３箇所）において径方向外側に突出する固定部２６が形成される。固定部２６には、スルーホール２７が形成される。フレーム固定ねじ３８は、スルーホール２７に挿通され、ねじ孔１１７に螺着される。これにより、フレーム部材２０がモータケース１１に固定される。
【００４０】
フレーム部材２０の径方向外側であって、固定部２６よりも底部１１１側には、Ｏリング溝２９が形成され、Ｏリング３９がＯリング溝２９と筒部１１４との間に嵌め込まれる。これにより、モータケース１１とフレーム部材２０との間からモータ１０の内部への水滴等の浸入が防止される。
フレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１には、基板固定部３２、リレー収容室３３、３４、ＡＳＩＣ収容室３５、端子逃がし溝３６、および、接着溝３７が形成される。
【００４１】
図３、図７〜図１１に示すように、ＥＣＵ４０は、フレーム部材２０を挟んでモータ１０と反対側であって、モータ１０と略同軸、かつ、モータ領域内に概ね収まるように設けられる。
ＥＣＵ４０は、各種電子部品が実装される基板４１を有する。
基板４１は、モータ領域内に収まる形状に形成される。本実施形態では、フレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１に形成される接着溝３７の径方向内側に収まる形状に形成される。すなわち本実施形態では、基板４１に実装され、ＥＣＵ４０を構成するＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、リレー７１〜７４、マイコン８１、ＡＳＩＣ８２、回転角センサ８５、コンデンサ８６、８７、および、チョークコイル８９が、モータ領域内に収まっている。
ここで、基板４１のモータ１０側の面を発熱素子実装面４２、モータ１０と反対側の面を電子部品実装面４３とする。
【００４２】
図８および図１０等に示すように、発熱素子実装面４２には、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、ＡＳＩＣ８２、および、回転角センサ８５等が表面実装される。なお、図１０においては、回転角センサ８５を省略した。また、図１１において、ＡＳＩＣ８２のモールド部が配置される領域を破線で示す。
回転角センサ８５は、発熱素子実装面４２に略中心であって、フレーム部材２０から露出するマグネット１８と対向する箇所に実装される。ここで、シャフト１６の軸線および軸線の延長線をモータ１０の軸中心Ｏとすると、回転角センサ８５は、発熱素子実装面４２の軸中心Ｏに実装される（図３参照）。
【００４３】
第１インバータ部５０を構成するＳＷ素子５１〜５６および電流検出素子５７〜５９が実装される第１領域Ｒ１は、第２インバータ部６０を構成するＳＷ素子６１〜６６および電流検出素子６７〜６９が実装される第２領域Ｒ２とは、モータ１０の軸中心Ｏを挟んで反対側に配置される。本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６とＳＷ素子６１〜６６とは、モータ１０の軸中心Ｏを通る直線を挟んで線対称に配置される。
【００４４】
また、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２およびモータ１０の軸中心Ｏを含む領域を駆動素子実装領域Ｒ３とすると、電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４と、ＡＳＩＣ８２とは、駆動素子実装領域Ｒ３の外側であって、駆動素子実装領域Ｒ３を挟んで反対側に設けられる。
なお、本実施形態では、領域Ｒ１〜Ｒ３を矩形の領域として示したが、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６および電流検出素子５７〜５９、６７〜６９の実装箇所に応じ、例えば各素子の外縁により定義される矩形以外の領域等、どのように定義してもよい。
【００４５】
相配置については、第１インバータ部５０は電源リレー７１に近い側から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に、第２インバータ部６０は電源リレー７２に近い側から、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順に、点対称の関係で配置されている。すなわち、本実施形態では、電源リレー７１、７２が実装されている領域をバッテリ１０９から基板４１へ電力を供給する電力供給領域と捉えると、第１インバータ部５０は、電力供給領域側から、第１相、第２相、第３相の順に配列され、第２インバータ部６０は、電力供給領域側から、第３相、第２相、第１相の順に配列される。モータ線１３５、１４５についても同様である。換言すると、第２系統２０２の相配列は、第１系統の相配列と逆順になっている。
これにより、インピーダンスを低減可能であるとともに、基板４１における各相の配線長のばらつきが低減されるので、各相のインピーダンスのばらつきを低減することができる。なお、ここでいう「対称」とは、インピーダンスを低減可能な程度であって、製造誤差等は許容されるものとする。
【００４６】
また、高電位側に接続されるＳＷ素子５１〜５３の外側には、低電位側に接続されるＳＷ素子５４〜５６が配置され、さらにその外側に電流検出素子５７〜５９が配置される。同様に、高電位側に接続されるＳＷ素子６１〜６３の外側には、低電位側に接続されるＳＷ素子６４〜６６が配置され、さらにその外側に電流検出素子６７〜６９が配置される。
【００４７】
発熱素子実装面４２に実装されるＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２のフレーム部材２０側の面には、銅等の熱伝導性のよい素材で形成される放熱スラグが樹脂等で形成されるモールド部から露出して形成される。また、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２は、図示しない放熱ゲルを介してフレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１に放熱可能な状態で当接する。これにより、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２にて生じた熱は、放熱ゲルを経由して、フレーム部材２０に放熱される。なお、図３等において、ＡＳＩＣ８２とフレーム部材２０とが離間して見えるのは、放熱ゲルが省略されているためである。
すなわち、本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２が、発熱素子７０である。
【００４８】
なお、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６および逆接保護リレー７３、７４と比較して体格の大きい素子で構成される電源リレー７１、７２は、フレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１に形成されるリレー収容室３３、３４に収容される。また、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６および逆接保護リレー７３、７４と比較して体格の大きい素子で構成されるＡＳＩＣ８２は、フレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１に形成されるＡＳＩＣ収容室３５に収容される。
【００４９】
本実施形態では、フレーム部材２０がモータ１０の外郭としての機能、ＥＣＵ４０を保持する機能、および、発熱素子７０の熱を放熱するヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。これにより、ヒートシンクを別途に設ける場合と比較し、部品点数を低減可能であり、装置全体としての体格を小型化可能である。
【００５０】
図７および図１１等に示すように、電子部品実装面４３には、マイコン８１、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９等が実装される。
マイコン８１は、ＡＳＩＣ８２が実装される領域の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。
【００５１】
コンデンサ８６は、第１インバータ部５０を構成するＳＷ素子５１〜５６等が実装される第１領域Ｒ１の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。また、コンデンサ８７は、第２インバータ部６０を構成するＳＷ素子６１〜６６等が実装される第２領域Ｒ２の裏側であって、少なくとも一部が重複する箇所に実装される。コンデンサ８６、８７を、インバータ部５０、６０の裏側に配置することで、ノイズ低減効果が高まる。コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８７は、発熱素子７０よりも基板４１からの高さが大きい。すなわち本実施形態では、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９が「電子部品」に対応する。
【００５２】
本実施形態では、比較的大型のであるコンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９を電子部品実装面４３側に実装することで、基板４１とフレーム部材２０とを近接した状態にて配置可能である。これにより、発熱素子実装面４２側に実装される発熱素子７０の熱をフレーム部材２０に背面放熱させることができる。
【００５３】
第１領域Ｒ１よりも径方向外側には、モータ線挿通部４４が形成される。モータ線挿通部４４には、モータ線１３５が挿通される。また、第２領域Ｒ２よりも径方向外側には、モータ線挿通部４５が形成される。モータ線挿通部４５には、モータ線１４５が挿通される。
【００５４】
電子部品実装面４３において、モータ線挿通部４４、４５が形成される箇所には、導電性のよい金属等により形成されるモータ線接続部４６が設けられる。モータ線接続部４６は、圧入部を有し、この圧入部にモータ線１３５、１４５が圧入されると、プレスフィットにより、モータ線１３５、１４５と基板４１とが電気的に接続される。
【００５５】
基板４１の基板固定部３２に対応する箇所には、孔部４８が形成される。基板固定ねじ４９（図７および図８参照）は、孔部４８に挿入され、フレーム部材２０の基板固定部３２に螺着される。これにより、基板４１は、フレーム部材２０に固定される。
【００５６】
図３〜図８に示すように、カバー部材９０は、カバー本体９１、給電用コネクタ９６、および、信号用コネクタ９７を有し、基板４１の電子部品実装面４３側を覆うように形成される。
カバー本体９１の周壁９２の端部には、挿入部９２１が形成される。挿入部９２１は、フレーム部材２０の接着溝３７に挿入され、接着剤により固定される。これにより、フレーム部材２０とカバー部材９０との間からの水滴等の浸入が防止される。
【００５７】
カバー本体９１の略中央には、コンデンサ収容部９３が形成される。コンデンサ収容部９３は、モータ１０と反対側に突出して形成され、コンデンサ８６、８７を収容する。コンデンサ収容部９３には、呼吸穴９４が形成される。呼吸穴９４は、フィルタ部材９５により塞がれる。フィルタ部材９５は、水を通さず、空気を通す素材にて形成される。これにより、温度変化に伴う駆動装置１内部の圧力変化を抑制する。
【００５８】
給電用コネクタ９６および信号用コネクタ９７（以下適宜、「コネクタ９６、９７」という。）は、カバー本体９１からモータ１０と反対側に突出して形成される。本実施形態では、コネクタ９６、９７は、カバー本体９１と一体に形成される。
給電用コネクタ９６は、開口部９６１がモータ１０と反対側の端部に形成され、軸方向端部側からバッテリ１０９と接続される図示しないハーネスを接続可能に形成される。また、給電用コネクタ９６は、基板４１と接続される給電コネクタ端子９６２を有する。給電コネクタ端子９６２は、基板４１に形成される端子挿通孔９６５に挿通され、はんだ等により基板４１と接続される。これにより、ＥＣＵ４０は、バッテリ１０９と接続される。
【００５９】
信号用コネクタ９７は、開口部９７１がモータ１０と反対側の端部に形成され、開口部９７１から図示しないハーネスを接続可能に形成される。本実施形態では、信号用コネクタ９７は、２つ形成され、一方の信号用コネクタ９７には、トルクセンサ１０３と接続されるハーネスが接続され、他方の信号用コネクタ９７には、ＣＡＮと接続されるハーネスが接続される。また、信号用コネクタ９７は、基板４１と接続される信号コネクタ端子９７２を有する。信号用コネクタ端子９７２は、基板４１に形成される端子挿通孔９７５に挿通され、はんだ等により基板４１に接続される。これにより、ＥＣＵ４０には、トルクセンサ１０３からの情報、および、ＣＡＮからの情報が入力される。本実施形態では、バッテリ１０９、トルクセンサ１０３およびＣＡＮが「外部」に対応する。
【００６０】
なお、給電コネクタ端子９６２および信号コネクタ端子９７２（以下適宜、「端子９６２、９７２」という。）の先端は、フレーム部材２０のＥＣＵ側端面３１に形成される端子逃がし溝３６に挿入され、端子９６２、９７２とフレーム部材２０とが短絡しないように構成される。
本実施形態では、コネクタ９６、９７がカバー本体９１と一体に形成されているので、基板４１と接続される端子９６２、９７２を除き、コネクタ９６、９７の本体は、基板４１から離間して設けられている。
【００６１】
コネクタ９６、９７は、軸方向において、基板４１を挟んでモータ１０と反対側であって、軸方向端部に形成される。また、図１２に示すように、コネクタ９６、９７は、軸方向から見たとき、モータケース１１を軸方向に投影した領域内であって、コンデンサ８６、８７の径方向外側に設けられる。すなわち、軸方向から見たとき、コンデンサ８６、８７が設けられる領域と、コネクタ９６、９７が設けられる領域とが重複しないように配置されている。また、コンデンサ収容部９３の高さ（すなわち軸方向長さ）は、コネクタ９６、９７の高さより小さい。
これにより、コンデンサ８６、８７が設けられる領域とコネクタ９６、９７が設けられる領域とが重複する場合と比較し、駆動装置１の径方向における体格を大型化することなく、軸方向における体格を最小限に抑えることができる。
【００６２】
また、図１２および図１３に示すように、基板４１と端子９６２、９７２との接続箇所は、発熱素子７０、コンデンサ８６、８７が実装される領域よりも径方向外側に設けられる。これにより、基板４１の実装領域を有効に利用することができる。また、コネクタ９６、９７がコンデンサ８６、８７の径方向外側に配置されるので、端子９６２、９７２を短くすることができる。
なお、図１２および図１３において、基板４１および基板４１に実装される各種電子部品を破線で示した。
【００６３】
以上詳述したように、駆動装置１は、モータ１０と、フレーム部材２０と、ＥＣＵ４０と、を備える。
モータ１０は、ステータ１２、ロータ１５、および、シャフト１６を有する。ステータ１２には、第１巻線組１３および第２巻線組１４が巻回される。ロータ１５は、ステータ１２に対して相対回転可能に設けられる。シャフト１６は、ロータ１５と共に回転する。
フレーム部材２０は、モータ１０の軸方向の一方の側に設けられる。
【００６４】
ＥＣＵ４０は、基板４１、発熱素子７０、ならびに、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９を有する。基板４１は、フレーム部材２０のモータ１０と反対側に固定される。発熱素子７０は、基板４１のフレーム部材２０側の面である発熱素子実装面４２に実装され、フレーム部材２０に対して放熱可能に設けられる。発熱素子７０よりも基板４１からの高さが大きいコンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９は、基板４１のフレーム部材２０と反対側の面である電子部品実装面４３に実装される。また、発熱素子７０およびコンデンサ８６、８７は、モータ１０の外郭を構成する筒部１１４を投影した投影領域であるモータ領域内に配置される。本実施形態では、「回転電機の外郭を構成する筒部」は、モータケース１１の筒部１１４である。
【００６５】
本実施形態では、発熱素子７０は、フレーム部材２０に対して放熱可能に設けられる。すなわち、フレーム部材２０が、モータ１０の外郭としての機能、および、ヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。また、発熱素子７０、ならびに、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９が、モータ領域内に配置される。これにより、別途にヒートシンクを設ける場合と比較し、部品点数を低減できるとともに、駆動装置１の径方向の体格を大型化することなく、軸方向における体格を小型化することができる。
また、発熱素子７０よりも基板４１からの高さが大きいコンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９を電子部品実装面４３側に実装することで、発熱素子７０のフレーム部材２０側への放熱を阻害せず、発熱素子７０により生じる熱をフレーム部材２０側へ適切に放熱させることができる。
【００６６】
駆動装置１は、ＥＣＵ４０と外部との電気的接続に用いられるコネクタ９６、９７をさらに備える。また、電子部品実装面４３に実装される電子部品は、コンデンサ８６、８７を含む。
コネクタ９６、９７は、モータ１０の軸方向に投影したとき、コンデンサ８６、８７と重複せず、かつ、少なくとも一部が基板４１と重複する領域に配置される。
また、いずれも軸方向における体格が比較的大きい部品であるコンデンサ８６、８７が設けられる領域と、コネクタ９６、９７が設けられる領域とが重複しないように配置することで、重複して配置する場合と比較し、軸方向における体格を小型化することができる。
【００６７】
コネクタ９６、９７は、コンデンサ８６、８７の径方向外側に配置される。これにより、端子９６２、９７２を短くできるとともに、コネクタ９６、９７が設けられる側である基板４１の電子部品実装面４３の実装面積を有効に利用することができる。
さらにまた、発熱素子７０およびコンデンサ８６、８７がモータ領域に配置されるので、コネクタ９６、９７をコンデンサ８６、８７の径方向外側に配置したとしても、径方向における体格を最小限に抑えることができる。
【００６８】
コネクタ９６、９７は、モータ１０のモータケース１１の筒部１１４を投影した投影領域であるモータ領域内に配置され、コネクタ９６、９７の開口部９６１、９７１は、軸方向外側を向いて形成される。これにより、径方向における体格を小型化することができる。なお、コネクタ９６は、突起部を除く本体がモータ領域内に配置されており、「モータ領域内に配置されている」とみなす。
駆動装置１は、ＥＣＵ４０のモータ１０と反対側を覆うカバー部材９０を備える。
コネクタ９６、９７は、基板４１の電子部品実装面４３側に設けられ、カバー部材９０と一体に形成される。これにより、部品点数を低減することができる。
【００６９】
発熱素子７０は、巻線組１３、１４の通電を切り替えるインバータ部５０、６０を構成するＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６を含む。これにより、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６のスイッチングにより生じた熱を、フレーム部材２０側に適切に放熱させることができる。
【００７０】
発熱素子７０は、インバータ部５０、６０とバッテリ１０９との間に通電される電流の導通または遮断を切り替え可能な電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４を含む。これにより、電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４にて生じた熱を、フレーム部材２０側に適切に放熱させることができる。
【００７１】
電子部品実装面４３に実装される電子部品は、チョークコイル８９を含む。コンデンサ８６、８７とチョークコイル８９とでフィルタ回路を構成することで、ノイズを低減することができる。また、比較的大型の部品であるチョークコイル８９を電子部品実装面４３側に実装することで、発熱素子７０のフレーム部材２０側への放熱を阻害せず、発熱素子７０により生じる熱をフレーム部材２０側へ適切に放熱させることができる。
ＥＣＵ４０は、発熱素子実装面４２側のシャフト１６と対向する箇所に実装され、シャフト１６の回転を検出する回転角センサ８５を有する。これにより、シャフト１６の回転を適切に検出することができる。
【００７２】
フレーム部材２０には、シャフト１６の端部である他端１６２に設けられるマグネット１８を収容するマグネット収容室２３１が設けられる。また、フレーム部材２０には、シャフト１６を回転可能に支持するベアリング１６７を保持する軸受保持部２３２が設けられる。フレーム部材２０にマグネット収容室２３１および軸受保持部２３２を形成することで、駆動装置１を小型化することができる。
【００７３】
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８に適用される。すなわち、電動パワーステアリング装置８は、駆動装置１と、モータ１０から出力されたトルクをコラム軸１０２に伝達する減速ギア９と、を備え、モータ１０のトルクによりコラム軸１０２を駆動することで、運転者によるハンドル１０１の操舵を補助する。
本実施形態の駆動装置１は、モータ１０とＥＣＵ４０とが同軸に設けられ、軸方向における体格が小型化されており、かつ、モータ領域内に装置全体の大部分が収まるように構成されている。これにより、搭載スペースが狭い箇所にも搭載可能となる。また、本実施形態の駆動装置１は、モータケース１１とフレーム部材２０との間にＯリング３９が設けられており、また、フレーム部材２０とカバー部材９０とが接着剤にて固定されており、防水構造となっている。そのため、駆動装置１をエンジンルームへ搭載してもよく、例えばラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置にも好適に適用可能である。
【００７４】
（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１４および図１５に示す。なお、図１４および図１５は、模式的な図であり、コンデンサ８６、８７以外の基板４１に実装される部品等の記載を省略し、図１４において、基板４１およびコンデンサ８６、８７等を破線で示す。また、モータ１０およびフレーム部材２０の構成は上記実施形態と同様であるので、図１５において、記載を一部省略した。
本実施形態の駆動装置２は、カバー部材１９０が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
カバー部材１９０は、カバー本体１９１、給電用コネクタ１９６、および、信号用コネクタ１９７を有し、基板４１の電子部品実装面４３側を覆うように形成される。
【００７５】
給電用コネクタ１９６および信号用コネクタ１９７（以下適宜、「コネクタ１９６、１９７」という。）は、カバー本体１９１からモータ１０と反対側に突出して形成される。本実施形態では、コネクタ１９６、１９７は、カバー本体１９１と一体に形成される。
給電用コネクタ１９６は、開口部９６３が径方向外側に形成され、径方向外側からバッテリ１０９と接続される図示しないハーネスを接続可能に構成される。
信号用コネクタ１９７は、開口部９７３が径方向外側に形成され、径方向外側から図示しないハーネスを接続可能に形成される。
【００７６】
また、コネクタ１９６、１９７は、コンデンサ８６、８７の径方向外側に設けられる。すなわち、軸方向から見たとき、コンデンサ８６、８７が設けられる領域と、コネクタ１９６、１９７が設けられる領域とが重複しないように配置されている。これにより、コンデンサ８６、８７が設けられる領域とコネクタ９６、９７が設けられる領域とが軸方向において重複する場合と比較し、軸方向における体格を小型化することができる。また、コネクタ１９６、１９７は、モータ領域から突出して形成されるものの、軸方向における体格をより小型化することができる。なお、コンデンサ８６、８７およびコネクタ１９６、１９７の体格によっては、軸方向端部がコンデンサ収容部９３になる場合と、コネクタ１９６、１９７になる場合とがある。
なお、コネクタ１９６、１９７は、開口部９６３、９７３が形成される方向が異なっているが、機能等については上記実施形態と略同様である。
【００７７】
また、カバー部材１９０、および、端子９６２、９７２の引き出し方を変更することで、他の装置の配置等の要求に応じ、モータ１０およびＥＣＵ４０等の構成を変更することなく、ハーネスを接続する方向を変更することができる。
本実施形態の駆動装置２では、コネクタ１９６、１９７の開口部９６３、９７３は、径方向外側を向いて形成される。これにより、軸方向における体格をより小型化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１６および図１７に示す。図１６および図１７は、第１実施形態における図１０および図１１に対応する図である。
本実施形態の駆動装置のコントローラとしてのＥＣＵ２４０は、電源リレー７１、７２に替えて、メカリレー２７１、２７２を有する。また、上記実施形態の逆接保護リレー７３、７４は省略される。メカリレー２７１、２７２は、放熱の必要がなく、また、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６等と比較して大型の部品であるので、基板４１の電子部品実装面４３側に実装される。
すなわち、本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、およびＡＳＩＣ８２が、発熱素子２７０である。
【００７９】
本実施形態では、発熱素子実装面４３に実装される電子部品は、メカリレー２７１、２７２を含む。すなわち本実施形態では、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９に加え、メカリレー２７１、２７２が「電子部品」に対応する。メカリレー２７１、２７２は、インバータ部５０、６０とバッテリ１０９との間に通電される電流の導通または遮断を切り替え可能であって、電子部品実装面４３に実装される。
発熱素子２７０よりも基板４１からの高さが大きいメカリレー２７１、２７２を電子部品実装面４３側に実装することで、発熱素子２７０のフレーム部材２０への放熱を阻害せず、発熱素子２７０により生じる熱をフレーム部材２０側へ適切に放熱させることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態のＥＣＵ２４０は、上述の第１実施形態および第２実施形態、ならびに、後述する第４実施形態のいずれの駆動装置１〜３に適用してもよい。
【００８０】
（第４実施形態）
本実施形態の第４実施形態による駆動装置を図１８〜図２３に示す。なお、図１８は、図２１のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線の断面図である。なお、本実施形態に係る各図においては、コンデンサ８６、８７を適宜省略した。
駆動装置３は、回転電機としてのモータ３１０、フロントフレームエンド３１５、リアフレームエンド３２０、コントローラとしてのＥＣＵ３４０、コネクタ３８０、および、カバー部材３９０等を備える。本実施形態では、リアフレームエンド３２０が「フレーム部材」に対応する。なお、駆動装置３の電気的構成は、上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
図１８に示すように、モータ３１０は、ステータ３１２、ロータ１５、および、シャフト１６等を備える。
ステータ３１２には、フロントフレームエンド３１５およびリアフレームエンド３２０が固定される。また、本実施形態では、モータケースが省略されており、ステータ３１２が露出し、モータ１０の径方向の外縁に配置される。その他の点については、上記実施形態のステータ１２と同様である。すなわち本実施形態の駆動装置３では、ステータ３１２が剥き出しとなっており、防水構造とはなっていない。そのため、本実施形態の駆動装置３は、車室内に設けられることが好ましく、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置に好適に適用される。
本実施形態では、モータケースが省略されているので、ステータ３１２がモータ１０の径方向における外郭を構成しており、ステータ３１２を投影した領域を「モータ領域」と捉えるものとする。
【００８２】
フロントフレームエンド３１５は、例えばアルミ等の金属により形成され、モータ３１０のＥＣＵ３４０とは反対側の端部に設けられる。フロントフレームエンド３１５の略中央には、軸孔３１６が形成される。フロントフレームエンド３１５には、ベアリング１６６が設けられ、シャフト１６の一端１６１が挿通される。これにより、シャフト１６の一端１６１は、フロントフレームエンド３１５から露出する。シャフト１６の一端１６１には、出力端１６５が設けられる。出力端１６５は、減速ギア９に接続される。これにより、ロータ１５およびシャフト１６の回転により生じるトルクが、減速ギア９を経由してコラム軸１０２に出力される。
【００８３】
図１８〜図２１に示すように、リアフレームエンド３２０は、フレーム部３２２、放熱部３３０、および、コネクタ受部３３６を有し、例えばアルミ等の熱伝導性のよい金属により形成され、モータ３１０のＥＣＵ３４０側に設けられる。フロントフレームエンド３１５とリアフレームエンド３２０とは、モータ３１０を挟んだ状態にて、図示しないスルーボルトにより締結される。また、リアフレームエンド３２０には、図示しないモータ線挿通孔が形成される。モータ線１３５、１４５は、モータ線挿通孔に挿通され、ＥＣＵ３４０側に取り出される。
【００８４】
フレーム部３２２は、モータ３１０側に略環状に形成され、モータ３１０のステータ３１２に固定される。
放熱部３３０は、フレーム部３２２のＥＣＵ３４０側に立設される。
放熱部３３０の軸中心Ｏには、軸孔３３１が形成される。軸孔３３１には、ベアリング１６７が設けられ、シャフト１６の他端１６２が挿通される。また、軸孔３３１には、マグネット１８が収容される。これにより、シャフト１６の他端１６２に設けられるマグネット１８がＥＣＵ３４０側に露出する。本実施形態では、軸孔３３１が「マグネット収容室」および「軸受保持部」に対応する。
放熱部３３０には、基板固定部３３２が形成される。放熱部３３０のＥＣＵ３４０側には、放熱面３３５が形成される。
【００８５】
コネクタ受部３３６は、放熱部３３０から径方向外側に突出して形成される。コネクタ受部３３６のＥＣＵ３４０側には、コネクタ３８０が配置される。コネクタ受部３３６とコネクタ３８０とは、離間している。
【００８６】
ＥＣＵ３４０は、リアフレームエンド３２０を挟んでモータ３１０と反対側であって、モータ３１０と略同軸に設けられる。
ＥＣＵ３４０は、各種のＥＣＵ構成部品が実装される基板３４１を有する。
基板３４１は、リアフレームエンド３２０を投影した領域内に収まる形状に形成される。また、基板３４１に実装され、ＥＣＵ３４０を構成する５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、コンデンサ８６、８７、および、チョークコイル８９が、モータ領域内に収まっている。
ここで、基板３４１のモータ３１０側の面を発熱素子実装面３４２、モータ１０と反対側の面を電子部品実装面３４３とする。
【００８７】
図２２に示すように、発熱素子実装面３４２には、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、ＡＳＩＣ８２、および、回転角センサ８５等が実装される。
本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電流検出素子５７〜５９、６７〜６９、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２は、放熱ゲルを介して、リアフレームエンド３２０の放熱部３３０の放熱面３３５に放熱可能な状態で当接する。これにより、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６、電源リレー７１、７２、逆接保護リレー７３、７４、および、ＡＳＩＣ８２にて生じた熱は、放熱ゲルを経由して、リアフレームエンド３２０に放熱される。また、電子部品実装面３４３において、ＡＳＩＣ８２と少なくとも一部が重複する領域には、マイコン８１が実装される（図１８、図２３参照）。
【００８８】
本実施形態では、第１インバータ部５０を構成するＳＷ素子５１〜５６と、第２インバータ部６０を構成するＳＷ素子６１〜６６とは、モータ１０の軸中心Ｏ（本実施形態では、回転角センサ８５が実装される箇所）に対して、対称に配置される。本実施形態では、ＳＷ素子５１〜５６とＳＷ素子６１〜６６とは、モータ１０の軸中心Ｏに対して点対称に配置される。なお、相配列については、上記実施形態と同様、第１インバータ部５０は、電源リレー７１に近い側から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置され、第２インバータ部６０は、電源リレー７２に近い側から、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順に配置されている。
基板３４１に実装される各種のＥＣＵ構成部品の配置等は、上述の点を除き、上記実施形態と同様である。
【００８９】
基板３４１の第１インバータ部５０を構成する素子類が実装される第１領域Ｒ１よりも径方向外側には、モータ線挿通部３４４が形成される。モータ線挿通部３４４には、モータ線１３５が挿通され、はんだ等により接続される。また、基板３４１の第２インバータ部６０を構成する素子類が実装される第２領域Ｒ２よりも径方向外側には、モータ線挿通部３４５が形成される。モータ線挿通部３４５には、モータ線１４５が挿通され、はんだ等により接続される。
【００９０】
モータ線挿通部３４４、３４５は、軸中心Ｏを中心とする円周Ｃ上に形成される。すなわち、基板３４１上において、モータ線１３５、１４５は、円周Ｃ上に配置される。本実施形態では、環状のステータ３１２に巻回される巻線組１３、１４からモータ線１３５、１４５が取り出される。モータ線挿通部３４４、３４５を円周上に形成することで、モータ線１３５、１４５をステータ３１２側から基板４１側に略真っ直ぐに取り出せばよいので、モータ線１３５、１４５と基板２４１との接続が容易になる。
基板３４１の基板固定部３３２に対応する箇所には、孔部３４８が形成される。基板固定ねじ４９は、孔部３４８に挿入され、リアフレームエンド３２０の基板固定部３３２に螺着される。これにより、基板３４１は、リアフレームエンド３２０に固定される。
【００９１】
また、基板３４１は、円弧状に形成される円弧部３５１と、円弧部３５１の径方向外側に形成されるコネクタ固定部３５２を有する。コネクタ固定部３５２には、コネクタ固定ねじ３８９が挿通される孔部３５３が形成される。
【００９２】
基板３４１の発熱素子実装面３４２側であって、電源リレー７１、７２および逆接保護リレー７３、７４の外側のコネクタ固定部３５２には、コネクタ３８０が設けられる。
図１８〜図２１に示すように、コネクタ３８０は、基板３４１の電子部品実装面３４３側から挿入されるコネクタ固定ねじ３８９にて、基板３４１に固定される。
【００９３】
コネクタ３８０は、樹脂等で形成され、基板３４１から径方向外側に突出した状態にて
固定され、リアフレームエンド３２０のコネクタ受部３３６のＥＣＵ３４０側に配置される。なお、コネクタ３８０は、リアフレームエンド３２０のフレーム部３２２およびコネクタ受部３３６よりもＥＣＵ３４０側に設けられており、「コネクタは、フレーム部材よりもコントローラ側に配置される」という概念に含まれるものとする。
【００９４】
コネクタ３８０は、開口部３８１が径方向外側を向き、径方向外側からハーネスを接続可能に形成される。また、コネクタ３８０は、端子３８２を有する。端子３８２は、基板３４１に接続される。
本実施形態のコネクタ３８０は、給電用コネクタ３８３と信号用コネクタ３８４とが一体に形成される。また、コネクタ３８０の外周には、フランジ部３８５が形成される。
【００９５】
本実施形態のコネクタ３８０は、軸方向から見たとき、コンデンサ８６、８７の径方向外側に設けられる。すなわち、軸方向から見たとき、コンデンサ８６、８７が設けられる領域と、コネクタ３８０が設けられる領域とが重複しないように配置されている。これにより、コンデンサ８６、８７が設けられる領域とコネクタ３８０が設けられる領域とが重複する場合と比較し、軸方向における体格を小型化することができる。
【００９６】
また本実施形態では、コネクタ３８０は、基板３４１の発熱素子実装面３４２側に設けられ、コネクタ受部３３６のＥＣＵ３４０側に配置される。すなわち、軸方向から見たとき放熱部３３０が形成される領域と、コネクタ３８０が設けられる領域とが重複しないように配置されている。これにより、放熱部３３０が形成される領域とコネクタ３８０が設けられる領域とが軸方向において重複する場合と比較し、軸方向における体格を小型化することができる。
【００９７】
カバー部材３９０は、金属等により、コネクタ３８０とは別体にて形成される。カバー部材３９０は、頂部３９１、および、頂部３９１の外縁に沿って形成される側壁３９２を有し、ＥＣＵ３４０を覆うように形成され、かしめ等により、リアフレームエンド３２０に固定される。
側壁３９２には、コネクタ３８０に応じた形状の切欠部３９３が形成される。これにより、コネクタ３８０の開口部３８１側は、カバー部材３９０から露出する。
【００９８】
本実施形態では、モータ１０側が鉛直方向下側となるように搭載されることを前提とし、フランジ部３８５のモータ１０側がカバー部材３９０から露出している。フランジ部３８５を設けることにより、カバー部材３９０とコネクタ３８０との間からの装置内部への水等の浸入が防止される。また、浸入してしまった水は、フランジ部３８５を伝って駆動装置３の外部へ排出される。
【００９９】
本実施形態の駆動装置３では、モータケースが省略されており、ステータ３１２を軸方向に投影した投影領域には、発熱素子７０、コンデンサ８６、８７およびチョークコイル８９が配置される。本実施形態では、「回転電機の外郭を構成する筒部」は、ステータ３１２である。
また、コネクタ３８０の開口部３８１は、径方向外側を向いて形成される。これにより、軸方向における体格をより小型化することができる。
【０１００】
駆動装置３は、ＥＣＵ３４０のモータ３１０と反対側を覆うカバー部材３９０を備え、コネクタ３８０は、カバー部材３９０と別体で形成される。
コネクタ３８０とカバー部材３９０とを別体とすることで、コネクタ３８０およびカバー部材３９０の配置及び構成の自由度が高まる。
また、本実施形態のように、コネクタ３８０を基板３４１の発熱素子実装面３４２側に設けることで、コネクタ３８０の高さ分、放熱部３３０を基板４１側に立ち上がらせて形成することにより、放熱部３３０の熱マスを大きくすることができ、発熱素子７０により生じた熱を高効率に放熱させることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０１】
（他の実施形態）
（ア）フレーム部材
上記実施形態では、フレーム部材は、フレーム固定ねじによりモータケースに固定される。他の実施形態では、ねじ以外の部材によってフレーム部材をモータケースに固定してもよい。また、圧入により、フレーム部材をモータケースに固定してもよい。これにより、部品点数を低減することができる。また、径方向における体格を小型化することができる。
【０１０２】
（イ）ＥＣＵ
上記実施形態では、発熱素子は、放熱ゲルを介してフレーム部材と当接する。他の実施形態では、放熱ゲルに替えて、放熱シートを用いてもよいし、発熱素子とフレーム部材とが直接的に当接するように構成してもよい。また、上記実施形態では、ＳＷ素子は、モールド部から放熱スラグが露出して形成される。他の実施形態では、ＳＷ素子は、放熱スラグが露出していなくてもよい。電源リレー、逆接保護リレー、および、ＡＳＩＣについても同様である。
【０１０３】
また、上記実施形態では、駆動素子、電流検出素子、電源リレー、逆接保護リレー、および、ＡＳＩＣが発熱素子に対応し、これらの発熱素子がフレーム部材に対して背面放熱可能に設けられる。他の実施形態では、駆動素子、電源リレー、逆接保護リレー、および、ＡＳＩＣの一部を電子部品実装面側に実装してもよいし、一部を省略してもよい。また、電流検出素子は、シャント抵抗以外の例えばホールＩＣ等としてもよいし、２相分の電流検出素子を設けるといった具合に、一部を省略してもよい。
さらにまた、これらの素子類とは異なる部品を発熱素子として、フレーム部材に対して背面放熱可能となるように基板の発熱素子実装面に実装してもよい。また、発熱素子実装面に、発熱素子以外の部品を実装してもよい。
上記実施形態では、ＥＣＵには、インバータ部およびリレーは、２組ずつ設けられる。他の実施形態では、インバータ部およびリレーを３組以上設けてもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、第１実施形態では、第１インバータ部を構成するＳＷ素子と第２インバータ部を構成するＳＷ素子とが線対称に配置され、第４実施形態では、第１インバータ部を構成するＳＷ素子と第２インバータ部を構成するＳＷ素子が点対称に配置される。他の実施形態では、第１実施形態の構成にてＳＷ素子を点対称配置としてもよいし、第４実施形態の構成にてＳＷ素子を線対称配置としてもよい。また、ＳＷ素子の配置は、対称配置に限らず、どのように配置してもよい。さらにまた、ＳＷ素子以外の基板に実装される各種のＥＣＵ構成部品の配置も、どのようであってもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、第１系統において、電源リレーに近い側から、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配列され、第２系統において、電源リレーに近い側から、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順に配列される。他の実施形態では、第１系統の相配列は、電源リレー側からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に限らず、どのように配列してもよい。また、第２系統の相配列は、第１系統の相配列と逆の順番で配列されることが望ましい。これにより、上記実施形態と同様、回転角センサにおける磁束漏れの影響を低減可能である。また、配線インピーダンスの相間でのばらつきを低減することができる。また、他の実施形態では、第１系統の相配列と第２系統の相配列とは、逆順でなくてもよい。
【０１０６】
上記実施形態では、制御部を構成するＡＳＩＣが発熱素子実装面に実装され、マイコンが電子部品実装面に実装される。他の実施形態では、制御部を構成する制御部構成部品は、ＡＳＩＣおよびマイコンに限らず、パッケージをどのように構成してもよい。また、例えば、ＡＳＩＣを電子部品実装面に実装し、マイコンを発熱素子実装面に実装する、といった具合に、制御部構成部品は、パッケージの構成や発熱状況に応じ、発熱素子実装面または電子部品実装面のどちら側に実装してもよい。また、マイコンをＡＳＩＣと重複しない領域に実装してもよい。
上記実施形態では、コンデンサ、チョークコイル、および、メカリレーが、「電子部品」に対応する。他の実施形態では、発熱素子より基板からの高さが大きく、電子部品実装面に実装されるコンデンサ、チョークコイル、および、メカリレー以外のものを「電子部品」とみなしてもよい。
【０１０７】
第１実施形態では、基板にモータ線との接続に用いられる金属片が実装され、プレスフィットにて基板とモータ線とが接続される。また、第４実施形態では、はんだ等により基板とモータ線とが接続される。他の実施形態では、例えば、第１実施形態の構成にて、基板とモータ線とをはんだにて接続してもよいし、第４実施形態の構成にて、基板に設けられた金属片を用いたプレスフィットにて基板とモータ線を接続してもよい。また、基板とモータ線との接続は、プレスフィットやはんだに限らず、どのような方法で接続してもよい。
上記実施形態では、基板は、基板固定ねじによりフレーム部材に固定される。他の実施形態では、基板をフレーム部材に固定する手法は、ねじを用いるのに限らず、どのようであってもよい。
【０１０８】
（ウ）コネクタ部
第１実施形態および第２実施形態では、コネクタ部は、１つの給電用コネクタ、および、２つの信号用コネクタから構成される。他の実施形態では、これらのコネクタの一部または全部を複数設けてもよい。これらのコネクタは、第１実施形態および第２実施形態のようにそれぞれ別個に設けてもよいし、一部または全部を第４実施形態のように一体に形成してもよい。
また、第４実施形態のように、モータケースを設けない場合、ステータを「回転電機の筒部」とし、ステータを軸方向に投影した投影領域内にコネクタを配置するようにしてもよい。また、コネクタとカバー部材とを別体とする前提とし、コネクタをカバー部材の基板の電子部品実装面側（すなわちモータと反対側）に固定するようにしてもよい。
すなわち、コネクタの数、コネクタの開口部の向き、および、カバー部材との一体もしくは別体については、どのような組み合わせとしてもよい。
【０１０９】
（エ）カバー部材
第１実施形態および第２実施形態では、カバー部材は接着剤にてフレーム部材に固定される。また、第４実施形態では、かしめによりフレーム部材に固定される。カバー部材のフレーム部材への固定方法は、これに限らず、例えばねじ等で固定する等、どのように固定してもよい。
【０１１０】
（オ）駆動装置
上記実施形態では、回転電機は三相ブラシレスモータである。他の実施形態では、回転電機は、三相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータであってもよい。また、回転電機は、モータ（電動機）に限らず、発電機であってもよいし、電動機および発電機の機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであってもよい。また、巻線は、２系統に限らず、３系統以上設けてもよい。
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】
【０１１１】
１〜３・・・駆動装置
８・・・電動パワーステアリング装置
１０、３１０・・・モータ（回転電機）
２０・・・フレーム部材
４０、２４０、３４０・・・ＥＣＵ（コントローラ）
４１、３４１・・・基板
７０、２７０・・・発熱素子
８６、８７・・・コンデンサ（電子部品）  ８９・・・チョークコイル（電子部品）
９６、９７、１９６、１９７、３８０・・・コネクタ
３２０・・・リアフレームエンド（フレーム部材）
【図１】
2016036246.tif 000003
【図２】
2016036246.tif 000004
【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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