JP7570692B2 - Electric drive device and electric power steering device - Google Patents
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Description
本開示は、モータの回転を制御する電子制御装置を備えた電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関する。 This disclosure relates to an electric drive device and an electric power steering device equipped with an electronic control device that controls the rotation of a motor.
モータによって補助操舵トルクを発生させる電動パワーステアリング装置は、モータを制御する装置である電子制御装置を備えている。例えば特許文献1には、電子部品を基板に高密度に実装可能である駆動装置が記載されている。
An electric power steering device that generates auxiliary steering torque using a motor is equipped with an electronic control device that controls the motor. For example,
特許文献1の電動駆動装置では、モータのシャフトに平行な軸方向に沿って、モータ、電子制御装置及びコネクタの順に並んでいる。特許文献1の電動駆動装置では、コネクタの挿抜方向は、軸方向であるため、軸方向に大きさが大きくなる。
In the electric drive device of
これに対して、特許文献2の電動駆動装置では、コネクタへの挿抜方向は、モータのシャフトの径方向である。これにより、特許文献2の電動駆動装置では、特許文献1の電動駆動装置よりも軸方向の大きさが小さくなる。
In contrast, in the electric drive device of Patent Document 2, the direction of insertion and removal into the connector is the radial direction of the motor shaft. As a result, the electric drive device of Patent Document 2 has a smaller axial size than the electric drive device of
特許文献3の電動駆動装置では、ヒートシンクの凹凸とは反対側の面にチョークコイルを埋設させるための穴が設けられている。 In the electric drive device of Patent Document 3, a hole is provided on the surface of the heat sink opposite the unevenness for embedding a choke coil.
これに対して、特許文献2の電動駆動装置では、特許文献3のチョークコイルを埋設させるための穴を設けても、チョークコイルの放熱を行う凹凸がない。 In contrast, in the electric drive device of Patent Document 2, even if a hole is provided for embedding the choke coil of Patent Document 3, there are no irregularities that allow the choke coil to dissipate heat.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、軸方向の大きさが小さくしつつ、チョークコイルが通電により発生する熱をより効率的に放熱可能な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems, and aims to provide an electric drive unit and an electric power steering unit that can more efficiently dissipate heat generated by the choke coil when electricity is passed through them while reducing the axial size.
上記の目的を達成するため、一態様に係る電動駆動装置は、負荷側から反負荷側へ軸方向に延びるシャフトと、前記シャフトと連動するモータロータと、前記モータロータを回転させるステータコアを備えるモータステータと、前記モータロータ、及び前記モータステータを内側に収容するハウジングと、を含むモータと、前記シャフトの前記反負荷側に設けられた磁石と、前記モータの前記反負荷側に設けられるヒートシンクと、前記ヒートシンクの前記反負荷側に配置され、チョークコイルが実装された回路基板と、前記磁石の前記軸方向の延長線上にあり、かつ前記回路基板に取り付けられた回転角度センサと、を含む電子制御装置と、前記ヒートシンクの前記シャフトの径方向の側方に設けられるコネクタと、を備え、前記ヒートシンクは、第1面と、前記第1面よりも前記反負荷側にある第2面と、前記第1面と前記第2面との段差の壁から前記コネクタへ向かって突出する第1壁部及び第2壁部と、を有し、前記第1壁部と前記第2壁部との間には、前記チョークコイルが挿入される。 In order to achieve the above object, an electric drive device according to one embodiment includes a motor including a shaft extending in the axial direction from the load side to the anti-load side, a motor rotor interlocking with the shaft, a motor stator including a stator core that rotates the motor rotor, and a housing that houses the motor rotor and the motor stator inside, a magnet provided on the anti-load side of the shaft, a heat sink provided on the anti-load side of the motor, an electronic control device including a circuit board arranged on the anti-load side of the heat sink and on which a choke coil is mounted, and a rotation angle sensor that is on an extension line of the magnet in the axial direction and attached to the circuit board, and a connector provided on the radial side of the shaft of the heat sink, the heat sink having a first surface, a second surface that is on the anti-load side of the first surface, and a first wall portion and a second wall portion that protrude from a wall of a step between the first surface and the second surface toward the connector, and the choke coil is inserted between the first wall portion and the second wall portion.
これにより、モータのシャフトに平行な軸方向の大きさが抑制され、電動駆動装置が小さくなる。チョークコイルの熱は、第1壁部及び第2壁部に伝達され、第1壁部及び第2壁部から放熱される。 This reduces the size of the motor in the axial direction parallel to the shaft, making the electric drive device smaller. Heat from the choke coil is transferred to the first wall and the second wall, and dissipated from the first wall and the second wall.
望ましい態様として、前記第1壁部と前記第2壁部とを連結する第3壁部をさらに備え、前記ヒートシンクは、前記第1壁部と前記第2壁部との間の底面と前記第2面との段差の壁、前記第1壁部、前記第2壁部及び前記第3壁部により、4方を囲む凹部を備える。これにより、チョークコイルの5つの面は、凹の底面及び4つの内壁面に対向するので、放熱効率が高くなる。 As a preferred embodiment, the heat sink further includes a third wall portion connecting the first wall portion and the second wall portion, and the heat sink includes a recess surrounded on all four sides by a step wall between the bottom surface and the second surface between the first wall portion and the second wall portion, the first wall portion, the second wall portion, and the third wall portion. As a result, the five surfaces of the choke coil face the bottom surface and the four inner wall surfaces of the recess, thereby increasing the heat dissipation efficiency.
望ましい態様として、前記第1壁部と前記第2壁部との間には、放熱材が充填されている。これにより、チョークコイルの熱は、収容部へ伝達されやすくなる。 In a preferred embodiment, a heat dissipation material is filled between the first wall and the second wall. This makes it easier for the heat of the choke coil to be transferred to the housing.
望ましい態様として、前記放熱材の粘度は、200Pa・s以上300Pa・s以下である。これにより、低粘度の放熱材でも使用することができる。 In a preferred embodiment, the viscosity of the heat dissipation material is 200 Pa·s or more and 300 Pa·s or less. This allows the use of low-viscosity heat dissipation materials.
望ましい態様として、前記放熱材は、前記チョークコイルの前記軸方向の3分の1以上に接している。これにより、チョークコイルの熱は、収容部へ伝達されやすくなる。 In a preferred embodiment, the heat dissipation material is in contact with at least one-third of the choke coil in the axial direction. This makes it easier for heat from the choke coil to be transferred to the housing.
望ましい態様として、前記ヒートシンクは、前記第1面よりも前記負荷側にあり、前記コネクタを搭載する載置面をさらに有し、前記第2面は、前記回路基板に対向し、前記回路基板の放熱をさせる放熱面である。第1面と第2面との段差と、第1面と搭載面との段差を利用して、コネクタとチョークコイルを近づけることができる。 In a preferred embodiment, the heat sink is located closer to the load than the first surface and further has a mounting surface on which the connector is mounted, and the second surface faces the circuit board and is a heat dissipation surface that dissipates heat from the circuit board. The step between the first surface and the second surface and the step between the first surface and the mounting surface can be used to bring the connector and the choke coil closer together.
望ましい態様として、前記軸方向にみて、前記第1壁部及び前記第2壁部の外側は、前記第1面である。これにより、万一、放熱材が第1壁部又は第2壁部を乗り越えても、隣接する第1面で受け止めることができるので、放熱材による不具合は生じにくい。 In a preferred embodiment, the outside of the first wall portion and the second wall portion when viewed in the axial direction is the first surface. As a result, even if the heat dissipation material should climb over the first wall portion or the second wall portion, it can be received by the adjacent first surface, making it less likely that problems will occur due to the heat dissipation material.
望ましい態様として、前記チョークコイルは、前記コネクタの電源端子の近傍に配置されている。これにより、高周波数成分除去の効率が高まる。 In a preferred embodiment, the choke coil is located near the power terminal of the connector. This increases the efficiency of removing high-frequency components.
望ましい態様として、前記ヒートシンクは、前記シャフトが貫通する中空部を備え、前記中空部と前記チョークコイルはとは、前記軸方向にみて前記第2面を挟む。これにより、万一、放熱材が第1壁部又は第2壁部を乗り越えても、収容部から中空部へは移動しにくい。その結果、放熱材がシャフトや磁石に付着しにくい。 In a preferred embodiment, the heat sink has a hollow portion through which the shaft passes, and the hollow portion and the choke coil sandwich the second surface when viewed in the axial direction. This makes it difficult for the heat dissipation material to move from the housing portion to the hollow portion, even if the heat dissipation material overcomes the first wall portion or the second wall portion. As a result, the heat dissipation material is unlikely to adhere to the shaft or magnet.
望ましい態様として、電動パワーステアリング装置は、電動駆動装置を備え、前記電動駆動装置が補助操舵トルクを生じさせる。これにより、モータのシャフトに平行な軸方向及びシャフトの径方向の大きさが抑制され、電動パワーステアリング装置の配置の自由度が向上する。 In a preferred embodiment, the electric power steering device includes an electric drive unit that generates the auxiliary steering torque. This reduces the size of the motor in the axial direction parallel to the shaft and in the radial direction of the shaft, improving the freedom of arrangement of the electric power steering device.
本開示によれば、軸方向の大きさが小さくしつつ、チョークコイルが通電により発生する熱をより効率的に放熱可能な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide an electric drive device and an electric power steering device that can more efficiently dissipate heat generated by the choke coil when electricity is passed through them while reducing the axial size.
本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 The form (embodiment) for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the contents described in the following embodiment. Furthermore, the components described below include those that a person skilled in the art would easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。図2は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図1に示すように、車両101は、電動パワーステアリング装置100を搭載している。図2を参照して電動パワーステアリング装置100の概要を説明する。
(Embodiment 1)
Fig. 1 is a perspective view showing a vehicle equipped with an electric power steering device according to
電動パワーステアリング装置100は、運転者(操作者)から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール91と、ステアリングシャフト92と、ユニバーサルジョイント96と、インターミディエイトシャフト97と、ユニバーサルジョイント98と、第1ラックアンドピニオン機構99と、タイロッド72と、を備える。また、電動パワーステアリング装置100は、ステアリングシャフト92の操舵トルクを検出するトルクセンサ94と、モータ30と、モータ30を制御する電子制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)という。)10と、減速装置75と、第2ラックアンドピニオン機構70と、を備える。車速センサ82、電源装置83(例えば車載のバッテリ)、及びイグニッションスイッチ84は、車体に備えられる。車速センサ82は、車両101の走行速度を検出する。車速センサ82は、検出した車速信号SVをCAN(Controller Area Network)通信によりECU10に出力する。ECU10には、イグニッションスイッチ84がオンの状態で電源装置83から電力が供給される。
The electric
電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30のシャフト31の反負荷側に固定したECU10とを備える。また、電動駆動装置1は、ECU10とモータ30とを接続するアダプタを備えてもよい。
The
図2に示すように、ステアリングシャフト92は、入力軸92Aと、出力軸92Bと、トーションバー92Cと、を備える。入力軸92Aは、一方の端部がステアリングホイール91に接続され、他方の端部がトーションバー92Cに接続される。出力軸92Bは、一方の端部がトーションバー92Cに接続され、他方の端部がユニバーサルジョイント96に接続される。なお、トルクセンサ94は、トーションバー92Cのねじれを検出することで、ステアリングシャフト92に加わる操舵トルクを検出する。トルクセンサ94は、検出した操舵トルクに応じた操舵トルク信号TをCAN通信によりECU10に出力する。ステアリングシャフト92は、ステアリングホイール91に付与された操舵力により回転する。
As shown in FIG. 2, the steering
インターミディエイトシャフト97は、アッパーシャフト97Aと、ロアシャフト97Bとを有し、出力軸92Bのトルクを伝達する。アッパーシャフト97Aは、ユニバーサルジョイント96を介して出力軸92Bに接続される。一方、ロアシャフト97Bは、ユニバーサルジョイント98を介して第1ラックアンドピニオン機構99の第1ピニオンシャフト99Aに接続される。アッパーシャフト97Aとロアシャフト97Bとは、例えば、スプライン結合されている。
The
第1ラックアンドピニオン機構99は、第1ピニオンシャフト99Aと、第1ピニオンギヤ99Bと、ラックシャフト99Cと、第1ラック99Dと、を有する。第1ピニオンシャフト99Aは、一方の端部がユニバーサルジョイント98を介してロアシャフト97Bに接続され、他方の端部が第1ピニオンギヤ99Bに接続される。ラックシャフト99Cに形成された第1ラック99Dは、第1ピニオンギヤ99Bと噛み合う。ステアリングシャフト92の回転運動は、インターミディエイトシャフト97を介して第1ラックアンドピニオン機構99に伝達される。この回転運動は、第1ラックアンドピニオン機構99によりラックシャフト99Cの直線運動に変換される。タイロッド72は、ラックシャフト99Cの両端にそれぞれ接続される。
The first rack and
モータ30は、運転者の操舵をアシストするための補助操舵トルクを発生させるモータである。モータ30は、ブラシレスモータでもよいし、ブラシ及びコンミテータを有するブラシモータでもよい。
The
ECU10は、回転角度センサ23aを備える。回転角度センサ23aは、モータ30の回転位相を検出する。ECU10は、回転角度センサ23aからモータ30の回転位相信号を取得し、トルクセンサ94から操舵トルク信号Tを取得し、車速センサ82から車両101の車速信号SVを取得する。ECU10は、回転位相信号と操舵トルク信号Tと車速信号SVとに基づいて、アシスト指令の補助操舵指令値を算出する。ECU10は、算出された補助操舵指令値に基づいて、電流をモータ30に供給する。
The
減速装置75は、モータ30のシャフト31と一体に回転するウォームシャフト75Aと、ウォームシャフト75Aと噛み合うウォームホイール75Bと、を備える。したがって、シャフト31の回転運動は、ウォームシャフト75Aを介してウォームホイール75Bに伝達される。なお、本実施形態において、シャフト31の減速装置75側を負荷側端部といい、シャフト31の減速装置75とは反対側を反負荷側端部という。
The
第2ラックアンドピニオン機構70は、第2ピニオンシャフト71Aと、第2ピニオンギヤ71Bと、第2ラック71Cと、を有する。第2ピニオンシャフト71Aは、一方の端部がウォームホイール75Bと同軸、かつ一体に回転するように固定される。第2ピニオンシャフト71Aは、他方の端部が第2ピニオンギヤ71Bに接続される。ラックシャフト99Cに形成された第2ラック71Cは、第2ピニオンギヤ71Bと噛み合う。モータ30の回転運動は、減速装置75を介して第2ラックアンドピニオン機構70に伝達される。この回転運動は、第2ラックアンドピニオン機構70によりラックシャフト99Cの直線運動に変換される。
The second rack and
ステアリングホイール91に入力された運転者の操舵力は、ステアリングシャフト92、及びインターミディエイトシャフト97を介して、第1ラックアンドピニオン機構99に伝達される。第1ラックアンドピニオン機構99は、伝達された操舵力をラックシャフト99Cの軸方向に加わる力としてラックシャフト99Cに伝達する。この際、ECU10は、ステアリングシャフト92に入力された操舵トルク信号Tをトルクセンサ94から取得する。ECU10は、車速信号SVを車速センサ82から取得する。ECU10は、モータ30の回転位相信号を回転角度センサ23aから取得する。そして、ECU10は、制御信号を出力してモータ30の動作を制御する。モータ30が作り出した補助操舵トルクは、減速装置75を介して第2ラックアンドピニオン機構70に伝達される。第2ラックアンドピニオン機構70は、補助操舵トルクをラックシャフト99Cの軸方向に加わる力としてラックシャフト99Cに伝達する。このようにして、運転者のステアリングホイール91の操舵が電動パワーステアリング装置100によりアシストされる。
The driver's steering force input to the
図2に示すように、電動パワーステアリング装置100は、第2ラックアンドピニオン機構70にアシスト力が付与されるラックアシスト方式であるがこれに限定されない。電動パワーステアリング装置100は、例えば、ステアリングシャフト92にアシスト力が付与されるコラムアシスト方式、及び第1ピニオンギヤ99Bにアシスト力が付与されるピニオンアシスト方式でもよい。
As shown in FIG. 2, the electric
図3は、実施形態1に係るモータの断面を模式的に示す断面図である。図4は、実施形態1に係るモータの配線を示す模式図である。本実施形態において、周方向とは、シャフト31を中心とした同心円において、同心円に沿う方向である。径方向とは、軸方向Axに直交する平面において、シャフト31から離れる方向である。モータ30は、図3に示すように、ハウジング930と、ステータコア931を有するモータステータと、モータロータ932と、を備える。モータステータは、円筒状であるステータコア931と、複数の第1コイル37と、複数の第2コイル38を含む。ステータコア931は、環状のバックヨーク931aと、バックヨーク931aの内周面から突出する複数のティース931bと、を備える。ティース931bは、周方向に12個配置されている。モータロータ932は、ロータヨーク932aと、マグネット932bとを含む。マグネット932bは、ロータヨーク932aの外周面に設けられている。マグネット932bの数は、例えば8つである。モータロータ932の回転は、シャフト31の回転と連動する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the motor according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing wiring of the motor according to the first embodiment. In this embodiment, the circumferential direction is a direction along a concentric circle centered on the
図3に示すように、第1コイル37は、複数のティース931bのそれぞれに集中巻きされている。第1コイル37は、ティース931bの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。全ての第1コイル37は、第1コイル系統に含まれる。実施形態1に係る第1コイル系統は、第1パワー回路25Aに含まれるインバータ回路251(図5参照)によって、電流が供給され、励磁される。第1コイル系統は、例えば第1コイル37を6つ含む。6つの第1コイル37は、2つの第1コイル37が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第1コイル37を1つのグループとした第1コイルグループGr1が、周方向に等間隔に3つ配置されている。すなわち、第1コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた3つの第1コイルグループGr1を備えている。なお、第1コイルグループGr1は、必ずしも3つでなくてもよく、nを自然数としたときに周方向に等間隔に3n個配置されていればよい。また、nは奇数である方が望ましい。以上説明したように、本実施形態では、コイルグループは、複数あり、3相毎に少なくとも第1コイルグループgr1と、第2コイルグループGr2の2系統に分けられ、かつステータコアが3相交流で励磁される。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、第2コイル38は、複数のティース931bのそれぞれに集中巻きされている。第2コイル38は、ティース931bの外周にインシュレータを介して集中巻きされる。第2コイル38が集中巻きされるティース931bは、第1コイル37が集中巻きされるティース931bとは異なるティース931bである。全ての第2コイル38は、第2コイル系統に含まれる。第2コイル系統は、第2パワー回路25Bに含まれるインバータ回路251(図5参照)によって電流が供給され、励磁される。第2コイル系統は、例えば第2コイル38を6つ含む。6つの第2コイル38は、2つの第2コイル38が周方向で互いに隣接するように配置されている。隣接する第2コイル38を1つのグループとした第2コイルグループGr2が、周方向に等間隔に3つ配置されている。すなわち、第2コイル系統は、周方向に等間隔に並べられた3つの第2コイルグループGr2を備えている。なお、第2コイルグループGr2は、必ずしも3つでなくてもよく、nを自然数としたときに周方向に等間隔に3n個配置されていればよい。また、nは奇数である方が望ましい。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、6つの第1コイル37は、第1U相電流I1uにより励磁される2つの第1U相コイル37Ua及び第1U相コイル37Ubと、第1V相電流I1vにより励磁される2つの第1V相コイル37Va及び第1V相コイル37Vbと、第1W相電流I1wにより励磁される2つの第1W相コイル37Wa及び第1W相コイル37Wbと、を含む。第1U相コイル37Ubは、第1U相コイル37Uaに対して直列に接続されている。第1V相コイル37Vbは、第1V相コイル37Vaに対して直列に接続されている。第1W相コイル37Wbは、第1W相コイル37Waに対して直列に接続されている。第1コイル37のティース931bに対する巻き方向は、全て同じ方向である。また、第1U相コイル37Ub、第1V相コイル37Vb及び第1W相コイル37Wbは、スター結線(Y結線)で接合されている。
4, the six
図4に示すように、6つの第2コイル38は、第2U相電流I2uにより励磁される2つの第2U相コイル38Ua及び第2U相コイル38Ubと、第2V相電流I2vにより励磁される2つの第2V相コイル38Va及び第2V相コイル38Vbと、第2W相電流I2wにより励磁される2つの第2W相コイル38Wa及び第2W相コイル38Wbと、を含む。第2U相コイル38Ubは、第2U相コイル38Uaに対して直列に接続されている。第2V相コイル38Vbは、第2V相コイル38Vaに対して直列に接続されている。第2W相コイル38Wbは、第2W相コイル38Waに対して直列に接続されている。第2コイル38のティース931bに対する巻き方向は、全て同じ方向であり、第1コイル37の巻き方向と同じである。また、第2U相コイル38Ub、第2V相コイル38Vb及び第2W相コイル38Wbは、スター結線(Y結線)で接合されている。
As shown in FIG. 4, the six
図3に示すように、3つの第1コイルグループGr1は、第1UVコイルグループGr1UVと、第1VWコイルグループGr1VWと、第1UWコイルグループGr1UWと、からなる。第1UVコイルグループGr1UVは、周方向で互いに隣接する第1U相コイル37Ub及び第1V相コイル37Vaを含む。第1VWコイルグループGr1VWは、周方向で互いに隣接する第1V相コイル37Vb及び第1W相コイル37Waを含む。第1UWコイルグループGr1UWは、周方向で互いに隣接する第1U相コイル37Ua及び第1W相コイル37Wbを含む。 As shown in FIG. 3, the three first coil groups Gr1 are composed of a first UV coil group Gr1UV, a first VW coil group Gr1VW, and a first UW coil group Gr1UW. The first UV coil group Gr1UV includes a first U-phase coil 37Ub and a first V-phase coil 37Va that are adjacent to each other in the circumferential direction. The first VW coil group Gr1VW includes a first V-phase coil 37Vb and a first W-phase coil 37Wa that are adjacent to each other in the circumferential direction. The first UW coil group Gr1UW includes a first U-phase coil 37Ua and a first W-phase coil 37Wb that are adjacent to each other in the circumferential direction.
図3に示すように、3つの第2コイルグループGr2は、第2UVコイルグループGr2UVと、第2VWコイルグループGr2VWと、第2UWコイルグループGr2UWと、からなる。第2UVコイルグループGr2UVは、周方向で互いに隣接する第2U相コイル38Ub及び第2V相コイル38Vaを含む。第2VWコイルグループGr2VWは、周方向で互いに隣接する第2V相コイル38Vb及び第2W相コイル38Waを含む。第2UWコイルグループGr2UWは、周方向で互いに隣接する第2U相コイル38Ua及び第2W相コイル38Wbを含む。 As shown in FIG. 3, the three second coil groups Gr2 are composed of a second UV coil group Gr2UV, a second VW coil group Gr2VW, and a second UW coil group Gr2UW. The second UV coil group Gr2UV includes a second U-phase coil 38Ub and a second V-phase coil 38Va that are adjacent to each other in the circumferential direction. The second VW coil group Gr2VW includes a second V-phase coil 38Vb and a second W-phase coil 38Wa that are adjacent to each other in the circumferential direction. The second UW coil group Gr2UW includes a second U-phase coil 38Ua and a second W-phase coil 38Wb that are adjacent to each other in the circumferential direction.
第1U相電流I1uにより励磁される第1コイル37は、第2U相電流I2uにより励磁される第2コイル38に、ステータコア931の径方向で対向している。以下の説明において、ステータコア931の径方向は、単に径方向と記載される。例えば、図3に示すように、径方向で第1U相コイル37Uaが第2U相コイル38Uaに対向し、第1U相コイル37Ubが第2U相コイル38Ubに対向している。
The
第1V相電流I1vにより励磁される第1コイル37は、第2V相電流I2vにより励磁される第2コイル38に、径方向で対向している。例えば、図3に示すように、径方向で第1V相コイル37Vaが第2V相コイル38Vaに対向し、第1V相コイル37Vbが第2V相コイル38Vbに対向している。
The
第1W相電流I1wにより励磁される第1コイル37は、第2W相電流I2wにより励磁される第2コイル38に、径方向で対向している。例えば、図3に示すように、径方向で第1W相コイル37Waが第2W相コイル38Waに対向し、第1W相コイル37Wbが第2W相コイル38Wbに対向している。
The
図5は、実施形態1に係るモータとECUとの関係を示す模式図である。図5に示すように、ECU10は、検出回路23と、制御回路24と、第1パワー回路25Aと、第2パワー回路25Bと、を備える。検出回路23は、回転角度センサ23aと、モータ回転数演算部23bと、を有する。制御回路24は、制御演算部241と、ゲート駆動回路242と、遮断駆動回路243と、を有する。第1パワー回路25Aは、インバータ回路251と、電流遮断回路255と、を有する。第2パワー回路25Bは、インバータ回路251と、電流遮断回路255と、を有する。また、インバータ回路251は、複数のスイッチング素子252と、電流値を検出するための電流検出回路254と、を有する。なお、図5において、説明が不要な回路については、適宜省略している。
Figure 5 is a schematic diagram showing the relationship between the motor and the ECU according to the first embodiment. As shown in Figure 5, the
制御演算部241は、モータ電流指令値を演算する。モータ回転数演算部23bは、モータ電気角θmを演算し、制御演算部241に出力する。ゲート駆動回路242は、制御演算部241から出力されるモータ電流指令値が入力される。ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bを制御する。
The control calculation unit 241 calculates the motor current command value. The motor rotation
ECU10は、図5に示すように、回転角度センサ23aを備えている。回転角度センサ23aは、例えば、磁気センサである。回転角度センサ23aの検出値がモータ回転数演算部23bに供給される。モータ回転数演算部23bは、回転角度センサ23aの検出値に基づいてモータ電気角θmを演算し、制御演算部241に出力する。
As shown in FIG. 5, the
制御演算部241には、トルクセンサ94で検出された操舵トルク信号Tと、車速センサ82で検出された車速信号SVと、モータ回転数演算部23bから出力されるモータ電気角θmと、が入力される。制御演算部241は、操舵トルク信号T、車速信号SV及びモータ電気角θmに基づいてモータ電流指令値を算出し、ゲート駆動回路242に出力する。
The control calculation unit 241 receives the steering torque signal T detected by the
ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて第1パルス幅変調信号を演算し、第1パワー回路25Aのインバータ回路251に出力する。インバータ回路251は、第1パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、3相の電流値となるようにスイッチング素子252をスイッチングして第1U相電流I1u、第1V相電流I1v及び第1W相電流I1wを含む3相交流を生成する。第1U相電流I1uが第1U相コイル37Ua及び第1U相コイル37Ubを励磁し、第1V相電流I1vが第1V相コイル37Va及び第1V相コイル37Vbを励磁し、第1W相電流I1wが第1W相コイル37Wa及び第1W相コイル37Wbを励磁する。
The
ゲート駆動回路242は、モータ電流指令値に基づいて第2パルス幅変調信号を演算し、第2パワー回路25Bのインバータ回路251に出力する。インバータ回路251は、第2パルス幅調変信号のデューティ比に応じて、3相の電流値となるようにスイッチング素子252をスイッチングして第2U相電流I2u、第2V相電流I2v及び第2W相電流I2wを含む3相交流を生成する。第2U相電流I2uが第2U相コイル38Ua及び第2U相コイル38Ubを励磁し、第2V相電流I2vが第2V相コイル38Va及び第2V相コイル38Vbを励磁し、第2W相電流I2wが第2W相コイル38Wa及び第2W相コイル38Wbを励磁する。
The
インバータ回路251は、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路である。上記のように、インバータ回路251は、複数のスイッチング素子252を有する。スイッチング素子252は、例えば、電界効果トランジスタである。インバータ回路251には、平滑用コンデンサ253が並列に接続される。平滑用コンデンサ253は、例えば、電解コンデンサである。回路基板20は、平滑用コンデンサ253として、並列に接続された複数の平滑用コンデンサを備える。
The
また、上記のように、インバータ回路251は電流検出回路254を有する。電流検出回路254は、例えば、シャント抵抗を含む。電流検出回路254で検知した電流値は、制御演算部241に送出される。なお、電流検出回路254は、モータ30の各相の電流値を検出するように接続してもよい。
As described above, the
電流遮断回路255は、インバータ回路251と、第1コイル37又は第2コイル38との間に配置されている。電流検出回路254で検知した電流値が異常と判断される場合は、制御演算部241は、遮断駆動回路243を介して電流遮断回路255を駆動し、インバータ回路251から第1コイル37へ流れる電流を遮断できる。また、制御演算部241は、遮断駆動回路243を介して電流遮断回路255を駆動し、インバータ回路251から第2コイル38へ流れる電流を遮断できる。このように、第1コイル37へ流れる電流と、第2コイル38へ流れる電流は、制御演算部241にそれぞれ独立して制御される。また、制御演算部241には、操舵トルク信号T、車速信号SV等の入出力信号が、コネクタCNTを介して伝送される。
The
図6は、実施形態1に係る電動駆動装置の側面図である。図7は、実施形態1に係る電動駆動装置の平面図である。図8は、図6のVIII-VIII矢視の断面を示す断面図である。図9は、図7のIX-IX矢視の断面を示す断面図である。図10は、図7のX-X矢視の断面を示す断面図である。図11は、図6のXI-XI矢視の断面を示す断面図である。図12は、蓋体を取り外した実施形態1に係る電動駆動装置を説明する斜視図である。図13は、図12の平面図である。図14は、蓋体及び回路基板を取り外した実施形態1に係る電動駆動装置を説明する斜視図である。図15は、図14の平面図である。図6及び図7に示すように、電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30の反負荷側に配置されるECU10とを備える。
Figure 6 is a side view of the electric drive device according to the first embodiment. Figure 7 is a plan view of the electric drive device according to the first embodiment. Figure 8 is a cross-sectional view showing a cross section along the VIII-VIII arrows in Figure 6. Figure 9 is a cross-sectional view showing a cross section along the IX-IX arrows in Figure 7. Figure 10 is a cross-sectional view showing a cross section along the X-X arrows in Figure 7. Figure 11 is a cross-sectional view showing a cross section along the XI-XI arrows in Figure 6. Figure 12 is a perspective view of the electric drive device according to the first embodiment with the cover removed. Figure 13 is a plan view of Figure 12. Figure 14 is a perspective view of the electric drive device according to the first embodiment with the cover and the circuit board removed. Figure 15 is a plan view of Figure 14. As shown in Figures 6 and 7, the
図6及び図7に示すように、ECU10は、ヒートシンク40と、ヒートシンク40の反負荷側を覆う蓋体50を備える。図8に示すように、ヒートシンク40は、回路基板20を指示しており、蓋体50は、回路基板20を覆っている。図9に示すように、ヒートシンク40には、回路基板20と、コネクタCNTとが取り付けられている。軸方向Axからみて、モータ30のシャフト31の径方向外側からワイヤーハーネスのコネクタ端子が挿抜可能なコネクタCNTが配置されている。以上説明したように、ECU10は、回路基板20と、回路基板20を支持するヒートシンク40と、コネクタCNTと、蓋体50を有する。
6 and 7, the
図8に示すように、モータ30は、ハウジング930を備える。モータロータ932は、ロータヨーク932aと、マグネット932bとを含む。マグネット932bは、ロータヨーク932aの外周面に設けられている。ハウジング930は筒状であり、その内側にモータロータ932と、3相毎に2系統に分けられた複数のコイルグループ、例えば第1コイルグループGr1及び第2コイルグループGr2(図3参照)を含むステータと、シャフト31とを収容する。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、回路基板20は、基板本体21と、基板本体21に実装された複数の電子部品と、を有する。基板本体21は、例えば、樹脂等で形成されたプリント基板である。1枚の基板本体21に実装された複数の電子部品には、例えば、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)、磁気センサ、電解コンデンサ、抵抗素子、ダイオード、サーミスタ等が含まれる。これら複数の電子部品により、図5に示した検出回路23、制御回路24、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bが構成されている。
As shown in FIG. 8, the
図9に示すように、ヒートシンク40は、ヒートシンク本体の反負荷側の第1面41と第2面42とに段差43を設けている。なお、第1面41は、平坦面でなくてもよく、第2面42より、軸方向Axに低ければよい。第1面41と第2面42との間には、チョークコイルを収容する収容部47が設けられている。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、ヒートシンク40は、回路基板20を支持する。ヒートシンク40の一方の面(反負荷側)に、回路基板20が固定されている。ヒートシンク40は、放熱性の高いアルミニウム、銅などの金属材料で構成されており、回路基板20が発する熱を外部に効率よく放熱する。
As shown in FIG. 9, the
図8に示すように、シャフト31は、軸受33と、軸受34とにより回転自在に支持される。軸受33は、ヒートシンク40とシャフト31との間に介在している。ヒートシンク40の負荷側には、軸受支持部411があり、シャフト31が貫通するヒートシンク40の中空部45Hがある。軸受支持部411で囲まれる中空部45Hの内側35に軸受33が配置されている。軸受34は、ハウジング930とシャフト31との間に介在している。
As shown in FIG. 8, the
図8及び図9に示すように、シャフト31の一方の端部には、磁石フォルダ32Aを介して磁石32が取り付けられている。磁石32は、軸方向Axからみて半分がS極、半分がN極に着磁されている。あるいは、磁石32は、周方向にみて交互に配置されたS極及びN極を外周面に有するようにしてもよい。軸受33は、部品精度が高いので、ヒートシンク40の反負荷側に配置される磁石32の軸方向Axの位置が一定となる。磁石32がある端部が、シャフト31の反負荷側の端部である。
As shown in Figures 8 and 9, a
シャフト31の他方の端部には、ウォームシャフト75A(図1参照)に回転を伝達するモータギヤ31Gがある。モータギヤ31Gがある端部が、シャフト31の負荷側の端部である。
At the other end of the
基板本体21は、第1面21bと、第1面21bの反対側に位置する第2面21aとを有する。図5に示す検出回路23、制御回路24、第1パワー回路25A及び第2パワー回路25Bは、第1面21b又は第2面21aに実装された1個以上の電子部品で構成されている。例えば、回転角度センサ23aは、基板本体21の第1面21bに実装された1個の電子部品で構成されている。
The
また、図5に示す制御回路24は、基板本体21の第2面21aにそれぞれ実装された複数個の電子部品で構成されている。また、回路基板20は、基板本体21の第2面21aに実装された平滑用コンデンサ253を含む。回路基板20は、基板本体21の第1面21bに実装されたチョークコイル61を含む(図10参照)。
The
回転角度センサ23aは、シャフト31の反負荷側であって、磁石32の軸方向Axの延長線上に配置されている。基板本体21は、軸方向Axと直交する平面を回転角度センサ23aの実装面としている。回転角度センサ23aは、磁石32の磁場の変化を感知できるように、基板本体21に実装されている。磁石32と、回転角度センサ23aとは、軸方向Axにおいて、対向していることが望ましい。回転角度センサ23aは、基板本体21の第1面21bではなく、第2面21aにあってもよく、基板本体21の第1面21b及び第2面21aの両方にあってもよい。
The
回転角度センサ23aは、例えば、スピンバルブセンサである。スピンバルブセンサは、反強磁性層等で磁化の向きが固定された強磁性体のピン層と、強磁性体のフリー層とで非磁性層を挟んだ素子で、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。スピンバルブセンサには、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサがある。なお、回転角度センサ23aは、磁石32の回転を検出可能なセンサであればよい。回転角度センサ23aは、例えば、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)センサ、又はホールセンサでもよい。
The
蓋体50は金属製又は樹脂製であり、電動駆動装置1の内部に、異物や水分が侵入することを抑制する。図8に示すように、蓋体50は、ヒートシンク40の反負荷側に突出する支持柱451と、固定部材であるボルトCTとに挟まれて固定される。
The
図9、図10及び図11に示すように、ヒートシンク40は、コネクタCNTを支持する台座部44を備える。台座部44は、ハウジング930の内壁よりも径方向外側に突出している。台座部44の反負荷側には、コネクタCNTが配置される。
As shown in Figures 9, 10, and 11, the
コネクタCNTは、電源端子と、CAN通信を行う通信用端子と、CAN通信以外の方法でデータを入出力する入出力端子と、を有する。コネクタCNTの樹脂材料は、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT:Polybutylene terephthalate)である。 The connector CNT has a power terminal, a communication terminal for performing CAN communication, and an input/output terminal for inputting and outputting data by a method other than CAN communication. The resin material of the connector CNT is, for example, polybutylene terephthalate (PBT).
図12及び図13に示すように、回路基板20は、ヒートシンク40反負荷側に配置される。図14及び図15に示すように、載置面441は、第1面41よりも負荷側にあり、第2面42は、第1面よりも反負荷側にある。
As shown in Figures 12 and 13, the
図10に示すように、コネクタCNTは、電源装置83から電力を伝送する電力配線PW(図2参照)を回路基板20へ伝送する。図13に示すように、回路基板20には、チョークコイル61、コンデンサ62が取り付けられ、チョークコイル61、コンデンサ62がフィルタ回路を構成する。フィルタ回路は、電源装置83からの電力配線PWの高周波成分を除去する。コンデンサ62は、例えば、フィルムコンデンサである。
As shown in FIG. 10, the connector CNT transmits the power wiring PW (see FIG. 2) that transmits power from the
このため、図10に示すように、コネクタCNTとチョークコイル61とは近接して配置されていることが、高周波数成分除去の効率を高める上で望ましい。収容部47は、コネクタCNTの電源端子と隣接して配置される。
For this reason, it is desirable to arrange the connector CNT and the
収容部47の凹部46には、放熱材63が充填されている。放熱材63は、例えばシリコーンポリマーに熱伝導性フィラーを混合した材料である。放熱材63は、例えばペースト状である。例えば、放熱材63の粘度は、200Pa・s以上300Pa・s以下である。放熱材63の粘度は、250Pa・s以上であると、収容部47から放熱材63が流出しにくくなる。
The
チョークコイル61が収容部47の凹部46に挿入されると、放熱材の上面が上昇し、放熱材63がチョークコイル61の軸方向の3分の1以上に接している状態となる。その結果、チョークコイル61の熱が多方向に放散され、収容部47に伝達される。
When the
図12及び図13に示すように、収容部47の凹部46は、回路基板20に全て覆われる。図14及び図15に示すように、収容部47の第1壁部461、第2壁部462、第3壁部463の外側面は、収容部47の凹部46の深さよりも軸方向に長い。収容部47の第1壁部461、第2壁部462、第3壁部463の外側面は、広い面積を有し、収容部47の放熱性を高めることができる。
As shown in Figures 12 and 13, the
図15に示すように、収容部47の凹部46は、底面46e及び4つの内壁面46a、46b、46c、46dを有する。内壁面46cは、第1壁部461と第2壁部462との間の底面46eと第2面42との段差の壁である。チョークコイル61の5つの面が底面46e及び4つの内壁面46a、46b、46c、46dのそれぞれと対向するので、放熱効率が高まる。
As shown in FIG. 15, the
図14及び図15に示すように、軸方向にみて、収容部47は、ヒートシンク40の段差43の壁からコネクタCNT側に突出し、2つの第1面41に収容部47が挟まれている。第1壁部461及び第2壁部462の外側は、第1面41である。一方の第1面41の部分には、コンデンサ62が配置される。第1壁部461と、第2壁部462とがヒートシンク40の段差43の壁からコネクタCNT側に突出し、第1壁部461と、第2壁部462との間には、チョークコイル61が収容できる。第1壁部461と、第2壁部462とは、第3壁部463で連結されており、凹部46が形成される。チョークコイル61と、4つの内壁面46a、46b、46c、46dとの間の距離は、例えば、0.5mm以上1.5mm以下程度であり、少なくともチョークコイル61の大きさよりも小さい。
14 and 15, when viewed in the axial direction, the
仮に、低粘度の放熱材63が凹部46に充填され、万一放熱材63が収容部47を乗り越えても、収容部47に隣接する第1面41で受け止めることができるので、不測の不具合が生じにくい。また、収容部47の反負荷側の端部は、第2面42と面一である。仮に、低粘度の放熱材63が凹部46に充填され、万一放熱材63が収容部47を乗り越え第2面42側へ移動しても、第2面42に広がるだけで、不具合は生じにくい。
If low-viscosity
また、中空部45Hとチョークコイル61とは、軸方向にみて第2面42を挟む。このため、低粘度の放熱材63が凹部46に充填され、万一放熱材63が収容部47を乗り越えても、収容部47から中空部45Hへは移動しにくい。その結果、放熱材63がシャフト31や磁石32に付着しにくい。
In addition, the
図14に示すように、ヒートシンク40は、第1面41から反負荷側に突出する支持柱451、支持柱452を備えている。支持柱451、支持柱452には、反負荷側の上面から軸方向Axに開けられた雌ねじ部がそれぞれある。図12に示すように、支持柱451は、回路基板20よりも突出している。図8に示すように、蓋体50を貫通したボルトCTが、支持柱451の雌ねじ部に締結することで、ヒートシンク40に蓋体50が固定される。
As shown in FIG. 14, the
図12に示すように、回路基板20を貫通したボルトBT1が、支持柱452の雌ねじ部に締結する。これにより、回路基板20がヒートシンク40に対してずれないように固定されている。
As shown in FIG. 12, the bolt BT1 that penetrates the
図12に示すように、コネクタCNTがヒートシンク40と回路基板20とに挟まれ、回路基板20とコネクタCNTとがボルトBT2により固定されている。これにより、コネクタCNTが回路基板20に対してずれないように固定されている。
As shown in FIG. 12, the connector CNT is sandwiched between the
回路基板20と、ボルトBT2に隣接する位置に、ヒートシンク40とが固定されるボルトBT1を配置している。ボルトBT1(第2ボルト)とボルトBT2(第3ボルト)とが近接していることで、コネクタCNTが揺動しても、ボルトBT2の締結力に加え、ボルトBT1の締結力により、コネクタCNTの揺動を抑制できる。
The bolt BT1 that fixes the
図12に示すように、電動駆動装置1は、第1コイルグループGr1と回路基板20とを接続する第1コイル配線321と、第2コイルグループGr2と回路基板20とを接続する第2コイル配線322と、を備える。第1コイル配線321及び第2コイル配線322は、ECU10に含まれてもよいし、モータ30に含まれてもよい。
As shown in FIG. 12, the
図12に示すように、回路基板20の貫通孔には、第1コイル配線321及び第2コイル配線322が挿入され、回路基板20と第1コイル配線321及び第2コイル配線322とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 12, the
図12及び図13に示すように、回路基板20の発熱を放熱するために、第2面42は、回路基板20と対向している。そして、回路基板20とヒートシンク40の第2面42との間に、放熱材が塗布されている。放熱材は、例えば、シリコーンポリマーに熱伝導性フィラーを混合した材料であり、TIM(Thermal Interface Material)と呼ばれる。放熱材は、回路基板20の基板本体21よりも熱伝導率が大きい材料であれば、上記材料以外の他の材料でもよい。
As shown in Figs. 12 and 13, the
図11、図14及び図15に示すように、台座部44の反負荷側には、コネクタCNTを搭載する載置面441と、載置面441よりも反負荷側に突出する突起部442と、突起部442の根元であって、載置面441よりも負荷側に凹む凹部443と、載置面441よりも負荷側に凹み、固定部材であるボルトBBTの頭部を収容する凹部444がある。
As shown in Figures 11, 14, and 15, the anti-load side of the
図9及び図11に示すように、コネクタCNTは、負荷側に凹部CNTRがある。凹部CNTRには、突起部442が嵌め合わされる。シャフト31の径方向からみて、凹部CNTRは、コネクタCNTの両側端の中間に設けられている。これにより、最小限の凹部CNTRの体積があればよく、コネクタの導体スペースを確保することができる。
As shown in Figures 9 and 11, the connector CNT has a recess CNTR on the load side. The
図14に示すように、突起部442の形状は、角柱である。これにより、角柱の各面がコジリの力に反力を与え、コネクタCNTの揺動がより抑制される。突起部442は、金属製であるので、小さくても、コネクタCNTを支持できる。
As shown in FIG. 14, the shape of the
図10及び図14に示すように、台座部44を貫通したボルトBBTが、モータ30のフランジ933の雌ねじ部に締結することで、モータ30にヒートシンク40が固定される。
As shown in Figures 10 and 14, the bolt BBT that passes through the
以上説明したように、電動駆動装置1は、モータ30と、モータ30を駆動制御するために、シャフト31の反負荷側に設けられたECU10と、コネクタCNTとを備える。ECU10は、シャフト31の反負荷側の端部の磁石32と、シャフト31の反負荷側であって、シャフト31の軸方向(例えば、軸方向Ax)の延長線上に配置された回路基板20と、を含む。回路基板20は、磁石32の回転を検出する回転角度センサ23aを含む検出回路23と、チョークコイル61とを含む。回転角度センサ23aは、磁石32の回転を検出する磁気センサである。
As described above, the
コネクタCNTは、シャフト31の径方向の側方に設けられる。ヒートシンク40は、反負荷側にチョークコイル61が挿入される凹部46を有し、かつ第1面41と第2面42との段差43の壁からコネクタCNT側に突出する収容部47を有する。
The connector CNT is provided on the radial side of the
これにより、モータ30のシャフト31に平行な軸方向Axの大きさが抑制され、電動駆動装置1が小さくなる。チョークコイル61への通電により発生する熱は、収容部に伝達される。収容部47が突出しているので、収容部47の表面積が大きくなり、収容部47自体の放熱性が高まる。その結果、収容部47に伝達された熱は、収容部47から放熱され、チョークコイル61の温度が上昇しにくくなる。
This reduces the size of the axial direction Ax parallel to the
ヒートシンク40は、載置面441よりも反負荷側にある第1面41と、第1面41よりも反負荷側にある第2面とを有している。第2面42は、回路基板20に対向し、回路基板20の放熱をさせる放熱面である。収容部47は、第1面41から第2面42の間に設けられる。第1面41と第2面42との段差を利用して、収容部47が設けられているので、省スペースで収容部47が設けられる。
The
また、電動パワーステアリング装置100は、上述の電動駆動装置1を備え、電動駆動装置1が補助操舵トルクを生じさせる。これにより、モータ30のシャフト31に平行な軸方向Ax及びシャフト31の径方向の大きさが抑制され、電動パワーステアリング装置100の配置の自由度が向上する。
The electric
(実施形態2)
図16は、実施形態2に係る、図7のX-X矢視の断面を示す断面図である。図17は、蓋体及び回路基板を取り外した、実施形態2に係る電動駆動装置を説明する斜視図である。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態2では、第3壁部463がなく、開口463Aとなっている。
(Embodiment 2)
Fig. 16 is a cross-sectional view showing a cross section along the X-X arrow in Fig. 7 according to the second embodiment. Fig. 17 is a perspective view explaining an electric drive device according to the second embodiment with the cover and the circuit board removed. Note that the same components as those explained in the first embodiment above are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted. In the second embodiment, there is no
ヒートシンク40は、第1面41と、第1面41よりも反負荷側にある第2面42と、第1面41と第2面42との段差43の壁からコネクタCNTへ向かって突出する第1壁部461及び第2壁部462と、を有している。第1壁部461と第2壁部462との間の底面46eは、第1面41の反負荷側にあり、第2面42の負荷側にある。底面46eは、第2面42からみて凹んでいる。そして、第1壁部461と第2壁部462との間には、チョークコイル61が挿入される。
The
実施形態2のヒートシンク40には。第3壁部463がないので、コネクタCNTをヒートシンク40に取り付ける際、コネクタCNTの端子が第3壁部463に接触してしまう可能性がない。その結果、電動駆動装置1の信頼性が高まる。
The
また、チョークコイル61の4つの面が底面46e及び4つの内壁面46a、46b、46cのそれぞれと対向するので、放熱効率が高まる。チョークコイル61への通電により発生する熱は、第1壁部461及び第2壁部462に伝達される。第1壁部461、第2壁部462の外側面は、広い面積を有し、収容部47の放熱性を高めることができる。例えば、コネクタCNTが鉛直方向の上方向から挿抜されるようになっていると、開口463Aが鉛直方向の上側を向くようになる。ここで、実施形態2の電動駆動装置1は、開口463Aが鉛直方向の上側を向いていることが望ましい。これにより、放熱材63が流出しにくくなる。
In addition, the four faces of the
コネクタCNTは、シャフト31の径方向の側方に設けられる。ヒートシンク40は、第1面41と第2面42との段差43の壁からコネクタCNT側に突出する第1壁部261と第2壁部262とを有する。第1壁部461と第2壁部462との間には、チョークコイル61が挿入される。
The connector CNT is provided on the radial side of the
これにより、モータ30のシャフト31に平行な軸方向Axの大きさが抑制され、電動駆動装置1が小さくなる。チョークコイル61への通電により発生する熱は、第1壁部461、第2壁部462、及び底面46eに伝達される。第1壁部461及び第2壁部462が突出しているので、第1壁部461及び第2壁部462の表面積が大きくなり、第1壁部461及び第2壁部462の放熱性が高まる。その結果、第1壁部461及び第2壁部462に伝達された熱は、第1壁部461及び第2壁部462から放熱され、チョークコイル61の温度が上昇しにくくなる。
This reduces the size of the axial direction Ax parallel to the
(実施形態3)
図18は、実施形態3に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図19は、実施形態3に係るECUの配置例を示す側面図である。図20は、実施形態3に係る、図7のX-X矢視の断面を示す断面図である。図21は、蓋体及び回路基板を取り外した、実施形態3に係る電動駆動装置を説明する斜視図である。なお、上述した実施形態1及び実施形態2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態3では、壁部463がなく、開口463Aとなっている。底面46eには、開口463Aの縁に沿って、溝部48がある。
(Embodiment 3)
FIG. 18 is a schematic diagram of an electric power steering device according to a third embodiment. FIG. 19 is a side view showing an example of the arrangement of an ECU according to the third embodiment. FIG. 20 is a cross-sectional view showing a cross section along the X-X arrows in FIG. 7 according to the third embodiment. FIG. 21 is a perspective view explaining an electric drive device according to the third embodiment with the cover and the circuit board removed. Note that the same components as those explained in the first and second embodiments are given the same reference numerals and overlapping explanations are omitted. In the third embodiment, there is no
図18に示すように、電動パワーステアリング装置100Aは、コラムアシスト方式であり、電動駆動装置1が減速装置75を介して、ステアリングシャフト92及び出力軸92Bにアシスト力が付与される。
As shown in FIG. 18, the electric
図19に示すように、ECU10及びモータ30を備える電動駆動装置1は、減速装置75に配置されている。本実施形態において、軸方向Axとは、モータ30のシャフト31(図3参照)の延びる方向と平行な方向をいう。軸方向Axは、鉛直方向VDに対して、傾いていることが多い。軸方向Axは、車両101(図1参照)のスペースの都合で決められるからである。例えば、コネクタCNTが鉛直方向VDの斜め下方向から挿抜されるようになっていると、開口463Aが鉛直方向VDの下側に向くことがある。
As shown in FIG. 19, the
実施形態3では、底面46eには、開口463Aの縁に沿って、溝部48があるので、溝部48が放熱材63の貯留部となり、放熱材63が流出しにくくなる。仮に、開口463Aが鉛直方向VDの下側に向いていても、放熱材63が流出しにくいので、放熱材63の流出による不具合が生じにくい。放熱材63が流出しにくので、低粘度の材料も使用できる。
In the third embodiment, the
このように、実施形態3では、底面46eには、開口463Aの縁に沿って、溝部48があるので、電動駆動装置1の配置の自由度を高めることができる。
In this way, in embodiment 3, the
1 電動駆動装置
10 ECU
20 回路基板
21 基板本体
21a 第2面
21b 第1面
23 検出回路
23a 回転角度センサ
24 制御回路
25A 第1パワー回路
25B 第2パワー回路
30 モータ
31 シャフト
31G モータギヤ
32 磁石
33、34 軸受
40 ヒートシンク
41 第1面
42 第2面
43 段差
44 台座部
45H 中空部
46 凹部
46a、46b、46c、46d 内壁面
46e 底面
461、462、463 壁部
47 収容部
50 蓋体
100 電動パワーステアリング装置
101 車両
930 ハウジング
931 ステータコア
931a バックヨーク
931b ティース
932 モータロータ
932a ロータヨーク
932b マグネット
933 フランジ
Ax 軸方向
BBT、BT1、BT2、CT ボルト
CNT コネクタ
CNTQ 角
CNTR 凹部
1
20
Claims (10)
前記シャフトと連動するモータロータと、
前記モータロータを回転させるステータコアを備えるモータステータと、
前記モータロータ、及び前記モータステータを内側に収容するハウジングと、を含むモータと、
前記シャフトの前記反負荷側に設けられた磁石と、
前記モータの前記反負荷側に設けられるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記反負荷側に配置され、チョークコイルが実装された回路基板と、前記磁石の前記軸方向の延長線上にあり、かつ前記回路基板に取り付けられた回転角度センサと、を含む電子制御装置と、
前記ヒートシンクの前記シャフトの径方向の側方に設けられるコネクタと、を備え、
前記ヒートシンクは、第1面と、前記第1面よりも前記反負荷側にある第2面と、前記第1面と前記第2面との段差の壁から前記コネクタへ向かって突出する第1壁部及び第2壁部と、を有し、
前記第1壁部と前記第2壁部との間には、前記チョークコイルが挿入される、電動駆動装置。 A shaft extending in an axial direction from a load side to a non-load side;
a motor rotor coupled to the shaft;
a motor stator including a stator core that rotates the motor rotor;
a motor including a housing that houses the motor rotor and the motor stator therein;
A magnet provided on the anti-load side of the shaft;
a heat sink provided on the anti-load side of the motor;
an electronic control device including a circuit board on which a choke coil is mounted, the circuit board being disposed on the anti-load side of the heat sink; and a rotation angle sensor located on an extension line of the axial direction of the magnet and attached to the circuit board;
a connector provided on a radial side of the heat sink relative to the shaft,
the heat sink has a first surface, a second surface located on the anti-load side of the first surface, and a first wall portion and a second wall portion protruding from a wall of a step between the first surface and the second surface toward the connector,
The choke coil is inserted between the first wall portion and the second wall portion.
前記電動駆動装置が補助操舵トルクを生じさせる電動パワーステアリング装置。 The electric drive device according to any one of claims 1 to 9,
An electric power steering device in which the electric drive device generates an auxiliary steering torque.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012056735A1 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 三菱電機株式会社 | Device for controlling drive of motor for electric power steering device |
JP2016034205A (en) | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 株式会社デンソー | Driving device, and electrically-driven power steering device using the same |
JP2016197686A (en) | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 株式会社デンソー | Electronic control device |
WO2019070068A1 (en) | 2017-10-06 | 2019-04-11 | 日本電産株式会社 | Motor module and electric power steering device |
US20190386547A1 (en) | 2017-06-30 | 2019-12-19 | Hanon Systems | Bldc motor integrated with inverter |
JP6854936B1 (en) | 2020-01-20 | 2021-04-07 | 三菱電機株式会社 | Rotating machine |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012056735A1 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | 三菱電機株式会社 | Device for controlling drive of motor for electric power steering device |
JP2016034205A (en) | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 株式会社デンソー | Driving device, and electrically-driven power steering device using the same |
JP2016197686A (en) | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 株式会社デンソー | Electronic control device |
US20190386547A1 (en) | 2017-06-30 | 2019-12-19 | Hanon Systems | Bldc motor integrated with inverter |
WO2019070068A1 (en) | 2017-10-06 | 2019-04-11 | 日本電産株式会社 | Motor module and electric power steering device |
JP6854936B1 (en) | 2020-01-20 | 2021-04-07 | 三菱電機株式会社 | Rotating machine |
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