JP5435284B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータと当該モータを制御するコントローラとを一体にした駆動装置に関する。

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。

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。

従来の駆動装置を見ると、コントローラをモータ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）。このとき、コントローラに含まれる半導体モジュールは大電流によって発熱するため、ヒートシンク等との配置関係が工夫されている。

特開２００２−１２０７３９号公報 特開平１０−２３４１５８号公報 特開平１０−３２２９７３号公報 特開２００４−１５９４５４号公報

ところで、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ことは既に述べたが、モータが複数系統で制御される場合がある。この場合、各系統に対して「複数相の巻線」が設けられ、これら「複数相の巻線」に対してそれぞれインバータが設けられる。このインバータを構成するのが、上述した半導体モジュールである。複数系統で制御すれば、一方の巻線を制御するためのインバータ（半導体モジュール）が故障しても、他方の巻線が正常に制御されることでモータの制御を継続できる。

ところが、特許文献１では、一枚の金属基板に半導体モジュールを実装するため、複数系統のインバータが構成される場合、別の系統に属する半導体モジュールが熱的な干渉を起こしてしまう。結果として、複数の系統が同時期に故障する虞がある。

同様に、特許文献２では、半導体モジュールがヒートシンクの開口部分にまとめて配置されている。また、特許文献３でも、モータ内に形成される一つの室内に半導体モジュールを収容している。したがって、複数の系統が同時期に故障する虞がある。

一方、特許文献４では、半導体モジュールがモータを構成するステータの周囲に配置されているものの、モータの径方向の体格が大きくなるという問題がある。しかも、ここに用いられている平滑用コンデンサは平型のものであるが、例えば円筒状のコンデンサを使用しなければならない状況下では、径方向の体格が一層大きくなるものと思われる。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータ及び当該モータを制御するコントローラを一体化した駆動装置において、その体格を可及的に小さくすると共に、各駆動系統が同時期に故障することを防止することにある。

上述した目的を達成するためになされた請求項１に記載の駆動装置は、外郭を形成する筒状のモータケースを備えている。また、ステータが、モータケースの径方向内側に配置される。このステータには、複数相を構成する巻線が巻回されている。さらにまた、ステータの径方向内側には、ロータが、回転可能に支持される。このロータと共に回転するのがシャフトであり、シャフトは軸方向に延びている。

本発明では、ヒートシンクが、モータケースの軸方向に配置され、相互に離間する第１柱状部及び第２柱状部を有している。巻線に流れる巻線電流を切り換える複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールが、複数の駆動系統に対応するよう設けられ、ヒートシンクの第１柱状部及び第２柱状部に配置されている。つまり、本発明では、ヒートシンク及び半導体モジュールをモータケースの軸方向に配置することにより、駆動装置の径方向の体格を小さくしている。

また特に、半導体モジュールは、第１柱状部に、第１駆動系統に対応する全ての半導体モジュールが配置され、第２柱状部に、第２駆動系統に対応する全ての半導体モジュールが配置されている。このように、一つの柱状部に対し、一つの駆動系統を構成する全ての半導体モジュールが配置されている。
つまり、本発明では、第１及び第２の２つの駆動系統に属する半導体モジュールを互いに離間させるように、離間して設けられた柱状部に配置するようにしたのである。これにより、２つの駆動系統に属する半導体モジュールで発生する熱をバランス良く分散させ、半導体モジュール同士が熱的に干渉することを防止することができる。また、２つの駆動系統に属する半導体モジュールを異なる柱状部に配置したため、同一箇所にまとめて配置する構成と異なり、２つの駆動系統が同時期に故障することを防止できる。

ところで、上記柱状部は、請求項２に示すように、径方向に所定の厚みを有する厚肉板状を呈していることとしてもよい。板状とすることにより、半導体モジュールを配置するスペースが確保されるためである。

また、請求項３に示すように、柱状部が、その端部に、軸方向に貫通するネジ穴が形成された接続部を有することとしてもよい。このようにすれば、モータケースなどに対して柱状部、すなわちヒートシンクを簡単に固定することができる。なお、各柱状部が別体となっていてヒートシンクを構成してもよいし、請求項４に示すように、各柱状部が互いに連結されて単一のヒートシンクを構成してもよい。

なお、２つの柱状部は、例えば請求項５に示すように、シャフトの中心を基準にして対称となるよう設けることが考えられる。ここでいう「対称」は、厳密な意味での対称でなくてもよい。このように左右対称の柱状部とすれば、半導体モジュールの配置設計や取り付け作業に要する時間が短縮される。

このとき、半導体モジュールは、例えば請求項６に示すように、各柱状部の一つの面に配置される単一のモジュールとすることが考えられる。このように各柱状部に単一のモジュールを配置する場合、請求項７に示すように、軸方向に突出する端子の配列が、当該軸方向に視てシャフトの中心を基準にして線対称となるようにすることが考えられる。この場合、２つの半導体モジュールの端子が軸方向に視て同じ順序で並ぶため、配線の取り回しが容易になるという点で有利である。また、請求項８に示すように、軸方向に突出する端子の配列が、当該軸方向に視てシャフトの中心を基準にして点対称となるようにすることが考えられる。この場合、２つの半導体モジュールの端子が軸方向に視て逆の順序で並ぶことになるが、全く同一規格の半導体モジュールを利用でき、２つの半導体モジュールを区別する必要がないという点で有利である。

また、半導体モジュールは、例えば請求項９に示すように、各柱状部の隣り合う２つの面に接触するモジュールとすることが考えられる。

ところで、駆動装置の体格を小型化する場合、請求項１０に示すように、柱状部の径方向内側に、ノイズを除去可能な部品群を配置するとよい。このようにすれば、径方向の体格を小さくすることができる。

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。 第１実施形態の駆動装置の断面図である。 第１実施形態の駆動装置の平面図である。 カバーを取り外した状態の図３のＩＶ方向矢視図である。 第１実施形態の駆動装置の分解斜視図である。 第１実施形態の駆動装置の分解斜視図である。 第１実施形態のコントローラの平面図である。 図７のＶＩＩＩ方向矢視図である。 図７のＩＸ方向矢視図である。 図７のＸ方向矢視図である。 第１実施形態のコントローラの斜視図である。 第１実施形態の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１２のＸＩＩＩ方向矢視図である。 図１２のＸＩＶ方向矢視図である。 第１実施形態の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。 第１実施形態のパワーユニットの平面図である。 図１６のＸＶＩＩ方向矢視図である。 第１実施形態のパワーユニットの斜視図である。 第２実施形態の駆動装置の分解斜視図である。 第２実施形態の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。 第３実施形態の駆動装置の平面図である。 第３実施形態の駆動装置の側面図である。 図２３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第３実施形態の駆動装置の斜視図である。 第３実施形態の駆動装置の分解斜視図である。 第４実施形態の駆動装置の平面図である。 第４実施形態の駆動装置の側面図である。 第４実施形態の駆動装置の斜視図である。

以下、実施形態としての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、その構成についての説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態の駆動装置を図１〜図１７に示す。駆動装置１は、電動パワーステアリングシステム（以下、「ＥＰＳ」という。）を構成し、モータ２及びコントローラ３を備える。コントローラ３は、図２に示すように、制御基板４０、ヒートシンク５０、パワーモジュール６０（図５等参照）、パワー基板７０等から構成されている。

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。

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の制御により、電流が供給されて駆動される。コントローラ３は、駆動電流を切り換えるためのパワー部１００、及び、駆動電流の切り換えを制御する制御部９０から構成される。

パワー部１００は、電源７５からの電源ラインに介在するチョークコイル７６、平滑コンデンサ７７、及び、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、ここでは一方のインバータ８０について説明する。

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。

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。

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ＭＯＳ８１〜８６を経由してモータ２側へ電流が流れるのを遮断可能である。

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。

チョークコイル７６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。また、平滑コンデンサ７７は、電源７５とグランドとの間に接続されている。チョークコイル７６及び平滑コンデンサ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、電源７５を共有する他の装置へ駆動装置１から伝わるノイズを低減する。

電解コンデンサ７８は、電源ライン側に設けられるＭＯＳ８１〜８６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。電解コンデンサ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。

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、及び、マイコン９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、レギュレータ部９５、位置センサ信号増幅部９６、及び、検出電圧増幅部９７として機能する。

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。

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。

マイコン９４には、モータ２の回転位置信号、及び、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、操舵トルク信号及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を切り換える。

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、マイコン９４は、他方のインバータ８９についても一方のインバータ８０と同様に制御する。

次に、駆動装置１の構造について、図２〜図１７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及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。

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。
まず、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、中央部が開口している。また、樹脂ガイド１６には、６つの孔が設けられる。

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個の突極を有している。突極は、モータケース１０の周方向に所定間隔で設けられている。突極は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心、及び積層鉄心の軸方向外側に嵌合する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、Ｖ相、及びＷ相の三層巻線を構成している。

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により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。

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。

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及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。

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。

次に、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及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。

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（図５等参照）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。

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、図１に示したプリドライバ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。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（図５等参照）。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を入力する。

図５等に示すように、ヒートシンク５０は、２つの放熱ブロック５１、及び、２つの放熱ブロック５１の間に設けられる連結部５２を有している。２つの放熱ブロック５１及び連結部５２は、熱伝導性のよい材料（例えばアルミニウム）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。

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ＩＸＶ方向からみたとき、全体として側面視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。２つの放熱ブロック５１は、シャフト３５の中心を基準にして対称に配置されている。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。

図５等に示すように、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には、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の中心線に対し対称となるように配置される。

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側の面であって、接続部５５の間に形成される幅広面である受熱面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。

ヒートシンク５０のモータ２における径方向外側には、パワーモジュール６０が配置される。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。
パワーモジュール６０は、スイッチング素子または電源リレーであるＭＯＳを構成する図示しない半導体チップ、半導体チップをモールドするモールド部６１、モールド部６１から突出する制御端子６４及びパワー端子６５を有する（図８等参照）。

図８に示すように、制御端子６４は、モールド部６１の幅広面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。また、パワーモジュール６０の制御端子６４及びパワー端子６５は、軸方向に視ると、シャフト３５の中心を基準にして点対称となっている。

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、後述するパワー基板７０に形成されるスルーホール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を経由してモータ２を駆動する駆動電流が通電される。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。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。グランド端子６６は、モールド部６１を貫通して設けられて制御基板４０及びパワー基板７０と接続し、制御基板４０側のグランドを構成している。

パワーモジュール６０とヒートシンク５０との間には、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。

パワーモジュール６０は、銅で形成された配線パターンに半導体チップ及びシャント抵抗９９等が搭載され、樹脂で形成されるモールド部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。

ここでパワーモジュール６０と図１に示す電気回路との関係を言及しておくと、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、及びシャント抵抗９９を有している。本実施形態では、ＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８、及びシャント抵抗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、及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、放熱ブロック５１に対して、パワーモジュール６０が系統毎に配置されている、といえる。

パワー基板７０は、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。

パワー基板７０には、モータ２を駆動する駆動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、Ｕ相のＭＯＳ８１、Ｖ相のＭＯＳ８２、Ｗ相のＭＯＳ８３を電源ライン側で繋ぐ配線、Ｕ相のＭＯＳ８４、Ｖ相のＭＯＳ８５、Ｗ相のＭＯＳ８６をグランド側で繋ぐ配線、電源リレー８８とＭＯＳ８１〜６３とを繋ぐ配線、電源リレー８７とチョークコイル７６及び平滑コンデンサ７７とを繋ぐ配線等がパワー基板７０に形成されている。

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。

パワー基板７０のモータ２側の面には、チョークコイル７６、平滑コンデンサ７７、電解コンデンサ７８、及びパワーコネクタ７９が実装されており、パワーユニット１０５を構成している。また、パワーユニット１０５及びパワーモジュール６０が、パワー部１００を構成している。

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、平滑コンデンサ７７及び電解コンデンサ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との間であって２つの放熱ブロック５１の間に形成される空間に配置される。また、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、平滑コンデンサ７７及び電解コンデンサ７８、パワーコネクタ７９がこの順で直線的に配列される。

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の中心線と垂直となるように縦配置される。

平滑コンデンサ７７は、４つの電解コンデンサ７８の略中心に配置される。４つの電解コンデンサ７８は、平滑コンデンサ７７を取り囲むように近接して配置される。電解コンデンサ７８は、平滑コンデンサ７７よりも電気的な容量が大きいものが用いられる。

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を経由して電力が供給される。また、電源からの電力は、パワーコネクタ７９、パワー基板７０、パワーモジュール６０、及びモータ線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。

コントローラ３は、カバー１１０の内部に収容される。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及び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、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。

次に、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。

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系統のインバータ回路に出力され、パワーモジュール６０のＭＯ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及びシャフト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。

パワーモジュール６０のＭＯＳ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。

次に、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、ヒートシンク５０が２つの放熱ブロック５１を有する。そして、各放熱ブロック５１に、インバータ８０，８９を構成するパワーモジュール６０が１つずつ配置されている。これにより、パワーモジュール６０から、バランスよく放熱することができる。また、離間した２つの放熱ブロック５１にそれぞれ配置するため、１つのパワーモジュール６０が別のパワーモジュール６０から熱による影響を受けることがない。さらに、同様箇所にパワーモジュール６０を集めて配置する構成と比べ、別々の箇所にパワーモジュール６０を配置することで、２つの系統が同時期に故障するという事態を抑制できる。また、本実施形態では、パワーモジュール６０が、ヒートシンク５０と共に、モータケース１０の軸方向に配置される。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。

（２）また、本実施形態では、放熱ブロック５１が、幅広の柱状に形成される。放熱ブロック５１は、その両端に、接続部５４、５５を有している。接続部５４、５５には、モータ２の軸方向に貫通する孔が形成されている。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、カバー１１０とともにモータケース１０に螺着される。これにより、モータケース１０に対してヒートシンク５０を簡単に固定することができる。

（３）さらにまた、本実施形態では、２つの放熱ブロック５１は、シャフト３５の中心を基準にして対称に配置されている。このような放熱ブロック５１としたことで、パワーモジュール６０の配置設計や取り付け作業に要する時間が短縮される。

（４）また、本実施形態では、パワーモジュール６０が、ヒートシンク５０の受熱面５９に沿って配置される。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。このとき、同一規格のパワーモジュール６０を使用しており、パワーモジュール６０の制御端子６４及びパワー端子６５は、軸方向に視ると、シャフト３５の中心を基準にして点対称となっている。したがって、２つのパワーモジュール６０を区別する必要がないという点で有利である。

これに対し、パワーモジュール６０の制御端子６４及びパワー端子６５が、軸方向に視た場合に、シャフト３５の中心を基準にして線対称となるようにしてもよい。この場合、２つの半導体モジュールの端子が軸方向に視て同じ順序で並ぶため、配線の取り回しが容易になるという点で有利である。

（５）チョークコイル７６は、放熱ブロック５１の間に形成される空間に配置されている。また、放熱ブロック５１の間に形成される空間には、平滑コンデンサ７７、電解コンデンサ７８、制御コネクタ４５、７９といった比較的大型の電子部品が配置される。これにより、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。

本実施形態におけるモータケース１０が特許請求の範囲に記載の「モータケース」に相当し、ステータ２０が「ステータ」に相当し、ロータ３０が「ロータ」に相当し、シャフト３５が「シャフト」に相当し、ヒートシンク５０が「ヒートシンク」に相当し、放熱ブロック５１が「柱状部」に相当し、パワーモジュール６０が「半導体モジュール」に相当する。また、ヒートシンク５０の接続部５４，５５が「接続部」に相当する。

（第２実施形態）
第２実施形態の駆動装置を図１９及び図２０に示す。図１９は、駆動装置２００の分解斜視図であり、図２０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、２つの放熱ブロック２５１、及び、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及び連結部２５２は、熱伝導性のよい材料（例えばアルミニウム）により一体に形成されている。

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。

モジュールユニット２６０は、４つの半導体モジュール２６１〜２６４及び配線基板２６５（アルミニウムの表面に樹脂層あり。絶縁。）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。

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及び配線基板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。

半導体モジュール２６１〜２６４の端子２６６及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、端子２６６，２７６が「端子部」に対応している。

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。放熱シートは、上記実施形態と同様、モジュールユニット２６０、２７０とヒートシンク２５０との絶縁を確保している。
なお、半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４が「パワーモジュール」に対応している。

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。一方の放熱ブロック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。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。

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。

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。

すなわち、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２７４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。

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及びパワー基板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及びパワー基板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。

本実施形態によれば、上記実施形態で説明した効果（１）〜（５）と同様の効果が奏される。
また、本実施形態では、上記実施形態と異なり、系統ごとに一体化されたモジュールではなく、ＭＯＳごとに樹脂モールドされた半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４を用いている。半導体モジュール２６１〜２６４、２７１〜２７４は、ヒートシンク２５０のパワー基板７０と対向する面に配置される。これにより、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。

なお、本実施形態におけるモータケース１０が特許請求の範囲に記載の「モータケース」に相当し、シャフト３５が「シャフト」に相当し、ヒートシンク２５０が「ヒートシンク」に相当し、放熱ブロック２５１が「柱状部」に相当し、半導体モジュール２６１〜２６４，２７１〜２７４が「半導体モジュール」に相当する。

（第３実施形態）
第３実施形態の駆動装置１００１の構造について説明する。図２１は駆動装置１００１の平面図であり、図２２は図２１の矢印Ｋ方向に見た側面図であり、図２３は図２２のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図２４は斜視図であり、図２５は分解斜視図である。

最初に、図２３に基づいて、駆動装置１００１の可動部分の構造を説明しておく。
駆動装置１００１は、その外郭として、円筒状のモータケース１１０１と、モータケース１１０１に対し出力端側に螺着されるフレームエンド１１０２と、電子回路部分を覆う有底円筒状のカバー１１０３とを備えている。

ここでモータ１０３０は、モータケース１１０１と、モータケース１１０１の径方向内側に配置されたステータ１２０１と、ステータ１２０１の径方向内側に配置されたロータ１３０１と、ロータ１３０１と共に回転するシャフト１４０１とを有している。

ステータ１２０１は、モータケース１１０１の径内方向に突出する１２個の突極１２０２を有している。この突極１２０２は、モータケース１１０１の周方向に所定間隔で設けられている。突極１２０２は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心１２０３と、積層鉄心１２０３の軸方向外側に嵌合するインシュレータ１２０４とを有している。このインシュレータ１２０４には、巻線１２０５が巻回されている。巻線１２０５へ電流を供給するための取出線１２０６は、巻線１２０５の６箇所から引き出されている。巻線１２０５は、取出線１２０６への電流供給の態様によって、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の三相巻線として機能する。この意味で、巻線１２０５が、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の三相巻線を構成している。取出線１２０６は、モータケース１１０１の軸方向端部に設けられた６つの穴から電子回路側へ引き出されている。

ロータ１３０１は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成されている。ロータ１３０１は、ロータコア１３０２と、当該ロータコア１３０２の径方向外側に設けられた永久磁石１３０３とを有している。永久磁石１３０３は、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に有する。

シャフト１４０１は、ロータコア１３０２の軸中心に形成された軸穴１３０４に固定されている。また、シャフト１４０１は、モータケース１１０１の軸受け１１０４と、フレームエンド１１０２に設けられた軸受け１１０５とによって、回転可能に軸支されている。これにより、シャフト１４０１は、ステータ１２０１に対し、ロータ１３０１と共に回転可能となっている。なお、軸受け１１０４が設けられる部分は、電子回路（駆動制御部）とモータ（可動部）との境界であり、以下では、この境界壁部分を、モータケース１１０１の端部１１０６と称する。さらにまた、シャフト１４０１は、端部１１０６から電子回路側へ延び、電子回路側の先端に、回転位置を検出するためのマグネット１４０２を有している。シャフト１４０１の電子回路側の先端付近には、樹脂製のプリント基板１８０１が配置される。このプリント基板１８０１は、その中央に、位置センサを有している。これにより、マグネット１４０２の回転位置、すなわちシャフト１４０１の回転位置が、位置センサによって検出される。

次に、図２１〜図２５を参照しつつ、電子回路の構造を説明する。なお、図２１、図２２及び図２４では、カバー１１０３及びプリント基板１８０１を省略して示している。

図２１に示すように、駆動装置１００１は、６つの半導体モジュール１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６を備えている。これら半導体モジュール１５０１〜１５０６を区別する場合、図２１中の記号を用い、Ｕ１半導体モジュール１５０１、Ｖ１半導体モジュール１５０２、Ｗ１半導体モジュール１５０３、Ｕ２半導体モジュール１５０４、Ｖ２半導体モジュール１５０５、Ｗ２半導体モジュール１５０６と記述することとする。

Ｕ１〜Ｗ１の３つの半導体モジュール１５０１〜１５０３、及び、Ｕ２〜Ｗ２の３つの半導体モジュール１５０４〜１５０６は、バスバー１５０７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１５０７は、連結機能を有すると共に、モータケース１１０１に対し遠い側のバスバー１５０７ａがグランドを兼ね、モータケース１１０１に近い側のバスバー１５０７ｂが電源ラインを兼ねる（図２４参照）。すなわち、バスバー１５０７を経由して半導体モジュール１５０１〜１５０６へ電力が供給される。

このとき、Ｕ１〜Ｗ１の３つの半導体モジュール１５０１〜１５０３が一つのインバータを構成し、Ｕ２〜Ｗ２の３つの半導体モジュール１５０４〜１５０６がもう一つのインバータを構成している。したがって、駆動装置１００１は、２つの駆動系統で動作する。

なお、図２１〜図２５は、半導体モジュール１５０１〜１５０６等の組み付け構造を示すものであり、電力供給構造については図示していない。この点、実際には、カバー１１０３にコネクタが取り付けられ、そのコネクタを経由してバスバー１５０７へ電力が供給される。

次に、半導体モジュール１５０１〜１５０６の配置について説明する。
半導体モジュール１５０１〜１５０６は、モータケース１１０１の端部１１０６からシャフト１４０１の中心線方向と同方向へ延設されたヒートシンク１６０１に対し取り付けられている。

そこでヒートシンク１６０１について説明しておく。
ヒートシンク１６０１は、図２１に示すように、軸方向に垂直な断面における形状が略台形状の２つの柱状部材がシャフト１４０１の中心線を挟むよう並べられ、さらに、中心に円柱形状の空間が形成されるように所定半径部分を切り欠いた形状となっている。言い換えれば、ヒートシンク１６０１は、全体として見ると、厚肉の軸方向視八角形状の筒形状とも言える。もちろん、八角形状には限定されず、例えば軸方向視六角形状としてもよい。ヒートシンク１６０１は軸方向断面視略台形状の柱状部材を構成する側壁１６０２を有し、この側壁１６０２には、不連続部分を構成する切り欠き部１６０３、１６０４が設けられている。ここで、ヒートシンク１６０１は、モータケース１１０１と一体成形されている。

また、ヒートシンク１６０１の側壁１６０２は、径外方向へ向く側面のうち切り欠き部１６０３、１６０４に隣接する側面よりも幅広に形成された側壁面１６０５を有している。側壁面１６０５は、円周方向に計６つ形成されている。各側壁面１６０５の径内方向には、中心の円柱形状の空間に開口する収容部１６０６が形成されている。この収容部１６０６は、コンデンサの外形に合わせた円弧面を有している。また、収容部１６０６は、側壁面１６０５に対応する位置に形成されている。ヒートシンク１６０１において、収容部１６０６が形成された部位は薄肉となっているが、収容部１６０６からモータケース１１０１の端部１１０６までの間は、収容部１６０６が設けられていない部分と同様に肉厚の厚肉部１１０７となっている（図４参照）。

以上のように形成されたヒートシンク１６０１に対し、半導体モジュール１５０１〜１５０６は、径外方向を向く側壁面１６０５に一つずつ配置されている。半導体モジュール１５０１〜１５０６は、モールドされた半導体チップの面の方向に広がる板状であり、相対的に面積の大きな面の一方が放熱面となっている（以下の形態でも同様）。例えば、放熱面には、銅などの金属が露出しているという具合である。半導体モジュール１５０１〜１５０６は、その放熱面が側壁面１６０５に接触するように配置されている。このとき、側壁面１６０５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１５０１〜１５０６の放熱面も平面となっている。なお、半導体モジュール１５０１〜１５０６の放熱面とヒートシンク１６０１の側壁面１６０５との間に絶縁シートを介在させる構成であってもよい。この点については、以下の形態でも同様である。

半導体モジュール１５０１〜１５０６は、上述のごとくヒートシンク１６０１の側壁面１６０５に配置されることで、半導体チップ面の垂線がシャフト１４０１の中心線に垂直となっている（図５参照）。すなわち、本形態において半導体モジュール１５０１〜１５０６は、縦配置されている。

半導体モジュール１５０１〜１５０６は、モータケース１１０１側の端部に、巻線用端子１５０８を有している（図２２等参照）。この巻線用端子１５０８は、径方向外側へ折り曲げられて形成されている。巻線１２０５へ電流を供給するための取出線１２０６がモータケース１１０１の端部１１０６に設けられた６つの穴から電子回路側へ引き出されていることは上述したが、この取出線１２０６は、半導体モジュール１５０１〜１５０６の径方向外側の空間に引き出されている。これにより、取出線１２０６と巻線用端子１５０８とは、半導体モジュール１５０１〜１５０６の径方向外側の空間において、取出線１２０６が巻線用端子１５０８に挟持されるようにして、電気的に接続されている。

また、半導体モジュール１５０１〜１５０６は、反モータケース１１０１側の端部に、６本の制御用端子１５０９と、２本のコンデンサ用端子１５１０とを有している。制御用端子１５０９は、プリント基板１８０１（図２３参照）のスルーホールに挿通した状態で半田付けされる。これにより、半導体モジュール１５０１〜１５０６が、制御部に電気的に接続される。一方、コンデンサ用端子１５１０はそれぞれ、半導体モジュール１５０１〜１５０６の内部で電源ライン及びグランドから分岐している。そして、いずれのコンデンサ用端子１５１０も、径内方向へ折り曲げられている。このようにプリント基板１８０１は、ヒートシンク１６０１の先端部とカバー１１０３との間にできる離間スペースに配置される。

図２１等に示すように、半導体モジュール１５０１〜１５０６に対し、ヒートシンク１６０１と同じ側に、つまり径方向内側に、６つのコンデンサ１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６が配置されている。これらコンデンサ１７０１〜１７０６を区別するため、図２１中の記号を用い、Ｕ１コンデンサ１７０１、Ｖ１コンデンサ１７０２、Ｗ１コンデンサ１７０３、Ｕ２コンデンサ１７０４、Ｖ２コンデンサ１７０５、Ｗ２コンデンサ１７０６と記述する。

コンデンサ１７０１〜１７０６は、ヒートシンク１６０１の収容部１６０６に収容されて半導体モジュール１５０１〜１５０６に対して一つずつ、半導体モジュール１５０１〜１５０６の近傍に配置されている。コンデンサ１７０１〜１７０６は円柱形状を呈し、その軸がシャフト１４０１の中心線に平行となるように配置されている（図２４参照）。また、半導体モジュール１５０１〜１５０６の有するコンデンサ用端子１５１０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１５１０に対し、コンデンサ１７０１〜１７０６の端子が、直接的に接続されている。

また、シャフト１４０１が電子回路側へ延びていることは既に述べたが、図２３等に示すように、このシャフト１４０１が貫通した状態で、チョークコイル１０５２が配置されている。チョークコイル１０５２は、ヒートシンク１６０１の中心に形成された円柱形状の空間に配置されている。チョークコイル１０５２はドーナツ状の鉄心にコイル線が巻回されてなり、コイル端は、ヒートシンク１６０１の一方の切り欠き部１６０３を通って、径外方向へ引き出されている（図２１参照）。

なお、チョークコイル１０５２のコイル端は電源ラインに介在するように接続されるが、図２１〜図２５は、チョークコイル１０５２に対する電力供給構造については、図示していない。

本実施形態においても、上記実施形態の（１），（３），（５）の効果が奏される。なお、本実施形態におけるモータケース１１０１が「モータケース」に相当し、ステータ１２０１が「ステータ」に相当し、ロータ１３０１が「ロータ」に相当し、シャフト１４０１が「シャフト」に相当し、ヒートシンク１６０１が「ヒートシンク」に相当し、ヒートシンク１６０１の有する柱状部材が「柱状部」に相当し、半導体モジュール１５０１〜１５０６が「半導体モジュール」に相当する。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の駆動装置１０１０について説明する。なお、上記形態と同様、パワー部の構成を中心として説明する。さらにまた、煩雑になることを避けるため、流用できる符号は、上記第３実施形態のものを流用する。

図２６は駆動装置１０１０の平面図であり、図２７は図２６の矢印Ｋ方向に見た側面図であり、図２８は斜視図である。なお、図中では、カバー及びプリント基板を省略した。

図２６に示すように、駆動装置１０１０は、６つの半導体モジュール１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６を備えている。半導体モジュール１５３１〜１５３６は、モータケース１１０１の端部１１０６からシャフト１４０１の中心線方向と同方向へ延設されたヒートシンク１６９１に対し取り付けられている。

そこでヒートシンク１６９１について説明しておく。
ヒートシンク１６９１は、図２６に示すように、軸方向に垂直な断面における形状が長方形状の２つの柱状部材がシャフト１４０１の中心線を挟むよう並べられた形状となっている。ヒートシンク１６９１は、シャフト１４０１の中心線の周りに側壁１６９２を有している。

また、ヒートシンク１６９１の側壁１６９２は、シャフト１４０１の中心線に垂直で、相互に平行な４つの側壁面１６９５を有している。
このようなヒートシンク１６９１の側壁面１６９５に、上記６つの半導体モジュール１５３１〜１５３６が配置されている。具体的には、４つの側壁面１６９５のうち、内側の２つの側壁面１６９５にそれぞれ２つずつ計４つが配置され、外側の２つの側壁面１６９５にそれぞれ１つずつ計２つが配置されている。

このとき、一方の側壁１６９２に配置される半導体モジュール１５３１〜１５３３が一つのインバータを構成し、他方の側壁１６９２に配置される半導体モジュール１５３４〜１５３６がもう一つのインバータを構成する。

半導体モジュール１５３１〜１５３６は、その放熱面が側壁面１６９５に接触するように配置されている。このとき、側壁面１６９５は平面であり、これに合わせて、半導体モジュール１５３１〜１５３６の放熱面も平面となっている。また、放熱面同士が側壁１６９２を挟んで完全には対向しないように、半導体モジュール１５３１〜１５３６は、側壁１６９２の外側と内側とでずらして配置されている。

また、半導体モジュール１５３１〜１５３６は、モータケース１１０１側の端部に、巻線用端子１５０８を有している（図２７、図２８参照）。また、半導体モジュール１５３１〜１５３６は、反モータケース１１０１側の端部に、６本の制御用端子１５０９と、２本のコンデンサ用端子１５１０とを有している（図２６参照）。これらの点については、上記形態と同様である。

図２６等に示すように、半導体モジュール１５３１〜１５３６に対し、ヒートシンク１６９１の反対側に、６つのコンデンサ１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６が配置されている。

コンデンサ１７０１〜１７０６は、半導体モジュール１５３１〜１５３６に対して一つずつ、半導体モジュール１５３１〜１５３６の近傍に配置されている。コンデンサ１７０１〜１７０６は円柱形状を呈し、その軸がシャフト１４０１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１５３１〜１５３６の有するコンデンサ用端子１５１０が側壁面１６９５の反対側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１５１０に対し、コンデンサ１７０１〜１７０６の端子が、直接的に接続されている。

次に、本形態の駆動装置１０１０が発揮する効果について説明する。
本形態の駆動装置１０１０によっても、上記形態で説明した効果（１），（３）と同様の効果が奏される。なお、本実施形態ではモータケース１１０１が「モータケース」に相当し、シャフト１４０１が「シャフト」に相当し、ヒートシンク１６９１が「ヒートシンク」に相当し、半導体モジュール１５３１〜１５３６が「半導体モジュール」に相当する。

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、その主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。
（イ）上記実施形態では、インバータが２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。
（ロ）上記第１及び第２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。
（ハ）上記第１〜第４実施形態ではヒートシンクの側壁がシャフトの中心を基準にして対称に配置されていたが、このような対称配置に限定されるものではない。

１・・・駆動装置
２・・・モータ
３・・・コントローラ
５・・・ステアリング
６・・・コラム軸
７・・・ギア
８・・・トルクセンサ
１０・・・モータケース
２０・・・ステータ
３０・・・ロータ
３５・・・シャフト
３６・・・マグネット
３７・・・出力端
４０・・・制御基板
４５・・・制御コネクタ
５０・・・ヒートシンク
５１・・・放熱ブロック
５２・・・連結部
５４，５５・・・接続部
６０・・・パワーモジュール
６１・・・モールド部
６２，６３・・・面
６４・・・制御端子
６５・・・パワー端子
６６・・・グランド端子
７０・・・パワー基板
７５・・・電源
７６・・・チョークコイル
７７・・・平滑コンデンサ
７８・・・電解コンデンサ
７９・・・パワーコネクタ
８０，８９・・・インバータ
８７・・・電源リレー
８８・・・電源リレー
９０・・・制御部
９１・・・プリドライバ
９３・・・位置センサ
９４・・・マイコン
９５・・・レギュレータ部
９６・・・位置センサ信号増幅部
９７・・・検出電圧増幅部
９９・・・シャント抵抗
１００・・・パワー部
１０５・・・パワーユニット
１１０・・・カバー
２００・・・駆動装置
２５０・・・ヒートシンク
２５１・・・放熱ブロック
２５２・・・連結部
２６０，２７０・・・モジュールユニット
２６１〜２６４・・・半導体モジュール
２７１〜２７４・・・半導体モジュール
１００１，１０１０・・・駆動装置
１０３０・・・モータ
１０５２・・・チョークコイル
１１０１・・・モータケース
１２０１・・・ステータ
１３０１・・・ロータ
１５０１〜１５０６・・・半導体モジュール
１５３１〜１５３６・・・半導体モジュール
１６０１，１６９１・・・ヒートシンク
１７０１〜１７０６・・・コンデンサ

Claims (10)

1. 外郭を形成する筒状のモータケースと、
   前記モータケースの径方向内側に配置され、複数相を構成する巻線が巻回されたステータと、
   前記ステータの径方向内側に回転可能に支持されるロータと、
   前記ロータと共に回転し、軸方向に延びるシャフトと、
   前記モータケースの前記軸方向に配置され、相互に離間する第１柱状部及び第２柱状部を有するヒートシンクと、
   前記巻線に流れる巻線電流を切り換える複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールであって、複数の駆動系統に対応するよう設けられ、前記第１柱状部及び第２柱状部に配置された半導体モジュールと、
   を備え、
   前記第１柱状部に、第１駆動系統に対応する全ての前記半導体モジュールが配置され、
   前記第２柱状部に、第２駆動系統に対応する全ての前記半導体モジュールが配置され、
   一つの柱状部に対し、一つの駆動系統を構成する全ての前記半導体モジュールが配置されていることを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記柱状部は、径方向に所定の厚みを有する厚肉板状を呈していること
   を特徴とする駆動装置。
3. 請求項２に記載の駆動装置において、
   前記柱状部は、その端部に、軸方向に貫通する固定用穴が形成された接続部を有していること
   を特徴とする駆動装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の駆動装置において、
   前記柱状部は、互いに連結されて、単一のヒートシンクを構成していること
   を特徴とする駆動装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の駆動装置において、
   前記第１柱状部及び第２柱状部は、前記シャフトの中心を基準にして対称となるよう設けられていること
   を特徴とする駆動装置。
6. 請求項５に記載の駆動装置において、
   前記半導体モジュールは、前記各柱状部の一つの面に配置される単一のモジュールであること
   を特徴とする駆動装置。
7. 請求項６に記載の駆動装置において、
   前記半導体モジュールは、軸方向に突出する端子の配列が当該軸方向に視て前記シャフトの中心を基準にして線対称となっていること
   を特徴とする駆動装置。
8. 請求項７に記載の駆動装置において、
   前記半導体モジュールは、軸方向に突出する端子の配列が当該軸方向に視て前記シャフトの中心を基準にして点対称となっていること
   を特徴とする駆動装置。
9. 請求項５に記載の駆動装置において、
   前記半導体モジュールは、前記各柱状部の隣り合う２つの面に接触するモジュールであること
   を特徴とする駆動装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の駆動装置において、
    前記柱状部の径方向内側に、コンデンサ及びコイルを配置したこと
    を特徴とする駆動装置。

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