CN105322720B - 驱动装置和包括该驱动装置的电动助力转向设备 - Google Patents

Abstract

一种驱动装置包括旋转电机(10，210)，该旋转电机具有：定子(12，212)，在该定子上缠绕有绕组(13，14)；转子(15)，相对于定子可旋转地设置；以及与转子一起旋转的轴(16)。该驱动装置还包括固定在旋转电机上的框架构件(20，220)。该驱动装置还包括固定在框架构件上的电路板(41，241)，其中电路板的在框架构件侧的第一表面用作发热元件安装表面(42，242)。该驱动装置还具有驱动元件(51‑56，61‑66)，该驱动元件以能够散热的方式位于电路板的第一表面上并且用作逆变器(50，60)的部件，该逆变器导通和关断以向绕组供给电流。

Description

驱动装置和包括该驱动装置的电动助力转向设备

技术领域

本公开内容总体上涉及驱动装置和包括该驱动装置的电动助力转向设备。

背景技术

通常，电动机和用于控制对电动机的驱动的逆变器被设置在彼此靠近的位置处。例如，专利文献第2003-153552号日本专利早期公开(专利文献1)公开了其中安装有逆变器的电路板容纳在壳体中并且该壳体附接至压缩机的外壳的结构。

专利文献1中的结构具有在壳体的开口上设置的散热装置，并且来自(IMP)的热被消散到散热装置。因此，专利文献1中的结构需要壳体上具有开口，并且散热装置必须被设置在与其他部分分离的部分中，这会使驱动装置中的部件的数量增加。

发明内容

本公开内容的目的是提供驱动装置和包括该驱动装置的电动助力转向设备，该驱动装置相比于传统的驱动装置使用较少数量的部件。

在本公开内容的驱动装置包括旋转电机，该旋转电机具有：定子，在该定子上缠绕有绕组；转子，相对于定子可旋转地设置；以及与转子一起旋转的轴。驱动装置还包括固定在旋转电机上的框架构件。驱动装置还包括固定在框架构件上的电路板，其中电路板的在框架构件侧的第一表面用作发热元件安装表面。

驱动装置还具有驱动元件，该驱动元件以能够散热的方式位于电路板的第一表面上，并且用作逆变器的部件，该逆变器导通和关断以向绕组供给电流。驱动装置还包括控制器部件，该控制器部件包括下述中的至少一个：计算电路，执行计算处理；预驱动器，向驱动元件输出驱动信号；调节器，调节电源的电压并且输出经调节的电压；信号处理器，处理输入信号；以及旋转角传感器，检测转子的旋转角度，该控制器部件与驱动元件安装在同一电路板上。

在本公开内容中，驱动元件以能够散热的方式设置在框架构件上，其中电路板被固定在该框架构件上。因此，与将散热器和其它装置分开设置以消散来自驱动元件的热的结构相比，部件的数量减少。

此外，在本公开内容中，驱动元件和控制器部件共用同一个电路板，也就是说，驱动元件和控制器部件被设置在同一板上。因此，有效地利用了电路板的安装表面，从而减小了产品体积。具体地，通过将所有控制器部件与驱动元件安装在同一电路板上，部件的数量(即，电路板的数量)与其中使用了两个或更多个电路板的结构相比减少，并且实现了较小的产品体积。

此外，驱动装置适合用在电动助力转向设备中。电动助力转向设备包括驱动装置和传动装置(gear)，该传动装置将旋转电机的输出转矩传送至驱动对象(例如，助力转向设备的齿条轴)，以辅助驾驶员对转向构件(即转向盘)进行转向的转向操作。

通过将驱动元件和控制器部件安装在同一电路板上并且通过将来自其的热消散到框架构件，本公开内容的驱动装置具有较小的产品体积。因此，驱动装置可安装在较小的安装空间中。

附图说明

根据参照附图所作出的以下详细描述，本公开内容的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是本公开内容的第一实施例中的电动助力转向设备的***图；

图2是本公开内容的第一实施例中的驱动装置的电路配置的示意图；

图3是本公开内容的第一实施例中的驱动装置的截面图；

图4是本公开内容的第一实施例中的驱动装置的侧视图；

图5是驱动装置的沿着图4中的箭头V的顶视图；

图6是驱动装置的沿着图4中的箭头VI的底视图；

图7是本公开内容的第一实施例中的驱动装置的分解透视图；

图8是本公开内容的第一实施例中的驱动装置的另一分解透视图；

图9是本公开内容的第一实施例中的发动机控制单元(ECU)的侧视图；

图10是ECU的沿着图9中的箭头X的底视图；

图11是ECU的沿着图9中的箭头XI方向的顶视图；

图12A、图12B是在本公开内容的第一实施例中关于开关(SW)元件与其他电子部件之间的关系的、框架构件和电路板的截面图；

图13是在本公开内容的第一实施例中关于SW元件与轴孔之间的关系的、框架构件和电路板的截面图；

图14是本公开内容的第二实施例中的驱动装置的截面图；

图15是本公开内容的第二实施例中的驱动装置的侧视图；

图16是其中图15中的盖构件被部分地移除的驱动装置的侧视图；

图17是其中图15中的盖构件被部分地移除的驱动装置的沿着箭头XVII的侧视图；

图18是本公开内容的第二实施例中的基板的框架构件侧的平面图；以及

图19是本公开内容的第二实施例中的基板的相对侧的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图来描述本公开内容中的驱动装置和电动助力转向设备。

(第一实施例)

在图1至图11中示出了本公开内容的第一实施例中的驱动装置和电动助力转向设备。以下，在下面描述的所有实施例中，出于简明描述的目的，相同的附图标记代表相同的部件。

如图1所示，驱动装置1应用于电动助力转向设备8，以辅助由驾驶员进行的转向操作。驱动装置1是用作旋转电机的电动机10与用作用于控制电动机10的控制器的ECU 40的一体组合。

图1示出了具有电动助力转向设备8的转向***100的***图。转向***100包括转向盘101、柱轴102、小齿轮104、齿条轴105、车轮106以及电动助力转向设备8等，这些分别用作***的部件。

转向盘101连接至柱轴102。柱轴102具有设置在其上的扭矩传感器103，该扭矩传感器103用于检测在驾驶员操作转向盘101时向其输入的转向扭矩。在柱轴102的端部处，设置有与齿条轴105啮合的小齿轮104。在齿条轴105的两端上，经由连结杆(tie rod)等设置有一对车轮106。

从而，当驾驶员旋转转向盘101时，连接至转向盘101的柱轴102旋转。柱轴102的旋转运动通过小齿轮104而转变成齿条轴105的平移运动，并且该对车轮106以与齿条轴105的位移量相应的角度转向。

电动助力转向设备8设置有减速齿轮9和驱动装置1。电动助力转向设备8基于来自扭矩传感器103的信号和从控制器区域网络(CAN)(未示出)获得的车辆速度来从电动机10输出辅助扭矩，并且经由减速齿轮9将扭矩传送至柱轴102，以辅助转向盘101的转向操作。也就是说，本实施例的电动助力转向设备8被指定为“柱辅助”型，其利用由电动机10生成的扭矩来辅助柱轴102的旋转。然而，该设备8还可以用作“齿条辅助”型，其辅助对齿条轴105的驱动。换句话说，在本实施例中用作“驱动对象”的柱轴102可以用其他对象替代，例如用齿条轴105替代。

接下来，基于图2来描述电动助力转向设备8的电气配置。在图2中，为了该图的可读性，从中省略了一些控制线等。

电动机10是三相无刷电动机，并且具有分别缠绕在随后提到的定子12上的第一绕组13和第二绕组14。

第一绕组13包括U相线圈131、V相线圈132以及W相线圈133。第二绕组群14包括U相线圈141、V相线圈142以及W相线圈143。

根据本实施例，第一绕组13和第二绕组14分别对应于“绕组”或“绕组线”。

ECU 40设置有第一逆变器部50、第二逆变器部60、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、控制器部件80、旋转角传感器85、电容器86和87、以及用作线圈构件的扼流线圈89，这些分别安装在以下提到的电路板41上。在本实施例中，构成ECU 40的电子部件安装在一个电路板41上。在这样的配置中，与使用了多个电路板41的情况相比，减少了ECU40中的电路板的数量，从而减小了ECU 40的体积。

第一逆变器部50具有以桥接形式组合的六个开关元件(SW单元)51-56，以切换向第一绕组13的电力供给。第二逆变器部60具有桥接形式的六个SW元件61-66，以切换向第二绕组14的电力供给。

尽管本实施例的SW元件51-56、61-66是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但是还可以使用诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等的其他元件。在本实施例中，SW元件51-56、61-66对应于“驱动元件”。

关于布置在第一逆变器部50的高电位侧的SW元件51、52和53，漏极连接至用作电源的电池109的正电极，并且源极连接至布置在低电位侧的SW元件54、55和56的漏极。

SW单元54、55和56的源极经由电流检测元件57、58和59连接至电池109的负电极。在高电位侧的SW元件51、52、53与在低电位侧的SW元件54、55、56之间的接合点分别连接至U相线圈131、V相线圈132和W相线圈133。

关于布置在第二逆变器部60的高电位侧的SW元件61、62和63，漏极连接至电池109的正电极，并且源极连接至布置在低电位侧的SW元件64、65和66的漏极。

SW元件64、65、66经由电流检测元件67、68和69连接至电池109的负电极。在高电位侧的SW元件61、62、63与在低电位侧的SW元件64、65、66之间的接合点分别连接至U相线圈141、V相线圈142和W相线圈143。

电流检测元件57、58和59被设置在分别与第一绕组13的三相对应的SW元件54-56的低电位侧，以检测第一绕组13的三相中的每个相中的电流。

电流检测元件67、68和69被设置在分别与第二绕组14的三相对应的SW元件64-66的低电位侧，以检测第二绕组14的三相中的每个相中的电流。

本实施例的电流检测元件57-59、67-69被实现为分流电阻器。

电力继电器71被设置在电池109与第一逆变器部50之间的位置处，并且传导或拦截电池109与第一逆变器部50之间的电流。

电力继电器72被设置在电池109与第二逆变器部60之间的位置处，并且传导或拦截电池109与第二逆变器部60之间的电流。

反向连接保护继电器73被设置在电力继电器71与第一逆变器部50之间的位置处。反向连接保护继电器74被设置在电力继电器72与第二逆变器部60之间的位置处。

反向连接保护继电器73和74通过使寄生二极管相对于电力继电器71、72而反向连接来防止(例如，在当电池109被反向连接的情况下)电流沿相反方向流动，以保护ECU 40。

在本实施例中，电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74均为MOSFET。然而，还可以将诸如IGBT等的其他半导体元件用作这些继电器。在本实施例中，电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74对应于“继电器”。

控制器部件80包括：微型计算机81，其用作电子部件和计算电路；专用集成电路(ASIC)82，其用作集成电路(IC电路)；以及旋转角传感器85。微型计算机81和ASIC 82对应于“集成电路部件”。

微型计算机81基于来自扭矩传感器103、旋转角传感器85等的信号来计算与向第一绕组13和第二绕组14的电力供给相关的指示值。

ASIC 82包括预驱动器821、信号处理器822、调节器823等。

预驱动器821基于指示值生成驱动信号，并且将所生成的驱动信号输出至第一逆变器部50和第二逆变器部60。更实际地，预驱动器821将所生成的驱动信号输出至SW元件51-56、61-66的栅极。通过根据驱动信号对SW元件51-56、61-66的切换操作，分别从第一逆变器部50和第二逆变器部60向第一绕组13和第二绕组14供给根据指示值的交流电流。从而，电动机10被驱动。

信号处理器822对电流检测元件57-59、67-69的检测信号(即，在本实施例中的两个端子之间的电压)和旋转角传感器85的检测值进行放大，并且将它们输出至微型计算机81。

调节器823将电源的电压(例如，12[V])调节为预置电压(例如，5[V])，并且将经调节的电压输出至微型计算机81等。换句话说，调节器823是使供给至微型计算机81等的电压稳定的稳定电路。

旋转角传感器85被提供作为磁性检测元件，并且通过从在随后提到的轴16的另一端162上设置的磁体18检测旋转磁场来检测转子15的旋转角度。旋转角传感器85可以检测电角度，或者可以检测机械角度。

电容器86与第一逆变器部50并联连接。电容器87与第二逆变器部60并联连接。在本实施例中，电容器86和87是铝电解电容器，并且被设置在继电器71-74的逆变器侧(即，在接近于逆变器部50、60的一侧)。扼流线圈89连接在电池109与电容器86和87的正电极之间的位置处。在本实施例中，扼流线圈89被设置在继电器71-74的电池侧(即，在接近于电池109的一侧)。

电容器86和87以及扼流线圈89用作滤波电路，从而减少了从驱动装置1传送至与驱动装置1共用来自电池109的电力供给的其他装置的噪声，并且还减少了从共用电池109的其他装置传送回至驱动装置1的噪声。电容器86和87储存电荷，并且支持向第一逆变器部50和第二逆变器部60的电力供给。

在本实施例中，第一逆变器部50、电力继电器71、反向连接保护继电器73和电容器86被分组为第一***201，该第一***201对应于第一绕组13。此外，第二逆变器部60、电力继电器72、反向连接保护继电器74和电容器87被分组为第二***202，该第二***202对应于第二绕组14。也就是说，在多个***中(即，在本实施例的两个***中)执行对电动机10的驱动控制。

接下来，基于图3至图11描述了驱动装置1的结构。以下，电动机10的轴向方向可以被简称为“轴向方向”，而电动机10的半径方向可以简称为“半径方向”。图3是沿着图5的III-III线的截面图。

如图3至图8所示，驱动装置1设置有电动机10、框架构件20、ECU40以及盖构件90连同其他零件。

如图3所示，电动机10具有电动机壳体11、定子12、第一绕组13、第二绕组14、转子15、轴16以及其他零件。

电动机壳体11具有例如底部111和圆筒部114，以在一端上封闭的圆筒状形成(即，在一端上具有底部)，并且由例如铝的金属制成。本实施例的电动机壳体11由铝制成，并且关于壳体11的表面，进行了阳极电镀铝处理(anodized aluminum treatment)。电动机壳体11的底部111位于远离ECU 40之处，即，在相对侧，并且电动机壳体11的开口接近于ECU40，即在ECU侧。在本实施例中，圆筒部114对应于“旋转电机的圆筒部”，并且圆筒部114沿轴向方向投影的投影区对应于“电动机区域”。

其中被***了轴16的一端161的轴孔112基本上设置在底部111的中心处。此外，轴承166附接至底部111。

在圆筒部114的开口上或周围，形成有用于以固定方式设置框架构件20(从圆筒部114的外壁径向向外突出)的固定调整片(fixing tab)116。在固定调整片116上钻有螺纹孔117。本实施例的固定调整片116以相同的间隔设置在圆筒部114周围的三个位置处。

定子12具有诸如铁的可磁化薄金属的层状部(即，层状结构)以及设置在层状部的径向外侧的绝缘体，并且定子12固定地设置在电动机壳体11的内部。可以根据电动机10所需的输出来改变在定子12的层状部中的薄金属片的数量。从而，在不改变电动机10的半径长度的情况下，可以通过改变定子12的轴向长度来改变电动机10的输出。

第一绕组13和第二绕组14缠绕在定子12的绝缘体上。对于三相中的每个相，从第一绕组13中取出第一电动机线135，而对于三相中的每个相，从第二绕组14中取出第二电动机线145。从电动机壳体11朝向ECU40取出(即延伸)电动机线135和145(参见图7)。

第一电动机线135包括第一U相电动机线136、第一V相电动机线137以及第一W相电动机线138，并且三条线136、137和138按数字升序远离电力继电器71和72放置。

第二电动机线145包括第二U相电动机线146、第二V相电动机线147以及第二W相电动机线148，并且三条线146、147和148按数字降序远离电力继电器71和72放置。

第一U相电动机线136和第二U相电动机线146、第一V相电动机线137和第二V相电动机线147、以及第一W相电动机线138和第二W相电动机线148分别布置在电动机10的中心轴线O周围的点对称位置处，其中所述中心轴线O为轴16的虚拟延长线。此外，第一U相电动机线136和第一W相电动机线138相对于第一V相电动机线137对称。类似地，第二U相电动机线146和第二W相电动机线148相对于第二V相电动机线147对称放置。

从而，来自第一电动机线135的磁通泄漏与来自第二电动机线145的磁通泄漏彼此抵消。此外，在这样的配置中，磁通泄漏对安装在电动机10的中心轴线O上的位置处的旋转角传感器85的影响减小，从而减小了传感器85的检测误差。

这里，“对称性”指的是这些线的基本对称布置，以抵消磁通泄漏，从而允许实际产品的尺寸误差。

转子15具有转子芯151和永磁体152。转子芯151以例如近似圆筒状形成并由磁性材料(例如铁)制成，并且同轴地布置在定子12的内部(即，在定子12的半径内侧)。

永磁体152被设置在转子芯151的半径外侧，而转子芯151的N极和S极彼此交替。

轴16是例如用金属以棒状形成的，并且被附接在中心位置处(即，在转子芯151的旋转轴线上)。由附接在电动机壳体11的底部111上的轴承166和附接在框架构件20上的轴承167可旋转地支撑轴16。从而，轴16能够与转子15一起旋转。此外，转子15的外壁和定子12的内壁介入有气隙。

轴16的一端161被***电动机壳体11的底部111上所钻的轴孔112中，并且朝向电动机壳体11的外部突出。轴16的一端161用作连接至减速齿轮9的输出端165，以经由减速齿轮9从电动机10朝向柱轴102输出扭矩(参见图1)。

轴16的另一端162具有保持磁体18的磁体保持部17。

如图3和图7所示，例如，由诸如铝等高导热金属制成的框架构件20以盖状形成以封闭电动机壳体11的开口(即，框架构件20***到圆筒部114的半径内部)。这里，框架构件20的接近于电动机10的一侧被称为电动机侧面21，而框架构件20的远离电动机10并接近于ECU 40的另一侧被称为ECU侧面31。

沿轴向方向基本上在框架构件20的中心处钻有轴孔23。轴16的另一端162被***轴孔23中。从而，设置在轴16的另一端162上的磁体18暴露于(即，面向)ECU 40。轴承167附接在框架构件20上。

此外，框架构件20具有第一电动机线135***其中的电动机线***孔24以及第二电动机线145***其中的电动机线***孔25。从而，从中取出电动机线135和145以朝向ECU40延伸。

框架构件20具有与电动机壳体11的固定调整片116相对应的固定调整片26，该固定调整片26在相应位置(即，在本实施例中为三个位置)处沿半径方向向外突出。固定调整片26具有在其上所钻的通孔27。框架锁紧螺钉(locksrew)38被***通孔27中，并且紧紧地拧入螺纹孔117中。从而，框架构件20固定到电动机壳体11上。

在框架构件20的外周以及在比固定调整片26接近于底部111的电动机侧面21周围处，设置有O形环槽29，在该O形环槽29中***了O形环39，并且由O形环槽29和圆筒部114限制的O形环39提供了水密结构。从而，防止水等经由电动机壳体11与框架构件20之间的位置侵入电动机10中。

框架构件20的ECU侧面31具有电路板固定调整片32、继电器室33和34、ASIC室35、端子插座槽(terminal receptacle groove)36以及粘合槽(adhesion groove)37。

如图3、图7至图11所示，ECU 40相对于框架构件20远离电动机10设置(即，其中，框架构件20置于ECU 40与电动机10之间)。ECU40基本上位于在电动机区域内，并且基本上与电动机10同轴设置。

ECU 40具有其上安装了许多电子部件的电路板41。

电路板41以适应于电动机区域的形状形成。在本实施例中，更实际地，电路板41容纳在框架构件20的ECU侧面31上所设置的槽区域内(即，在粘合槽37的半径内侧)。换句话说，电路板41上的ECU部件(诸如SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电容器86和87、以及扼流线圈89)位于电动机区域内。

这里，电路板41的接近于电动机10的一侧被称为发热元件安装表面42，而另一侧(即，远离电动机10的表面)被称为大尺寸部件安装表面43。

如图8和图10所示，例如，SW元件51-56、61-66以及电流检测元件57-59、67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74、ASIC82、以及旋转角传感器85与其他部件一起表面安装在发热元件安装表面42上。从图10中省略了旋转角传感器85。在本实施例中，安装在发热元件安装表面42上的所有部件和安装在大尺寸部件安装表面43上的微型计算机81表面安装在其上。换句话说，控制器部件表面安装在电路基板41的两个表面中的任一表面上。

旋转角传感器85基本上安装在发热元件安装表面42上的中心位置处，该发热元件安装表面42面向从框架构件20露出的磁体18。这里，当轴16的轴线及其延伸部均被视为电动机10的中心轴线O时，旋转角传感器85被安装在发热元件安装表面42的中心轴线O上(参见图3)。在本实施例中，中心轴线O限定电路板41的“中心点”。

在安装于发热元件安装表面42上的反向连接保护继电器73和74以及ASIC 82中的每一个的一面(即，面向框架构件20的表面)上，设置有由诸如铜的导热材料制成的散热塞(heat dissipation slug)，正如SW元件51-56、61-66一样。此外，SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74、以及ASIC 82分别经由散热凝胶(heat dissipation gel)75(未图示)以热传递方式接触框架构件20的ECU侧面31(参见图12A、图12B、图13)。从而，由SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74、以及ASIC 82产生的热经由散热凝胶75消散到框架构件20。在图3或其他图中，由于省略了散热凝胶75，所以ASIC82和框架构件20可能看起来像以非接触状态设置。

也就是说，除了旋转角传感器85之外作为安装在发热元件安装表面42上的部件的SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74、以及ASIC 82分别是发热元件70，并且被配置成能够将热消散到框架构件。

在本实施例中，框架构件20限定了电动机10的外形(outline)，为ECU 40提供支撑，并且提供了用于消散来自发热元件70的热的散热路径。从而，与将散热装置单独设置作为附加部件的情况相比，部件的数量减少，并且驱动装置的体积减小。

如图12A和图12B所示，SW元件51包括芯片511、漏极端子512、源极端子513、散热塞514以及模具部515。其他SW元件52-56和61-66分别具有相同的配置。也就是说，附图标记的第三个数字1、2、3或4表示在每个SW元件中的该部分对应于SW元件51中的相同部分。

芯片511被设置在与漏极端子512形成于一体的焊盘(land)上。源极端子513在一端上从模具部515突出，并且在另一端上具有散热塞。以这样的方式，当SW元件51导通和关断以向第一绕组13供给电流时由SW元件51产生的热经由散热塞514和散热凝胶57而消散到框架构件20。散热塞514的暴露部被称为“散热部”。图12A、图12B、图13中的图示仅用于说明目的，从而就所示出的部件的形状和位置而言不一定是精确的，即形状/位置可以与图3、图7、图10等不同。

安装有第一逆变器部50的SW元件51-56的第一区域R1与安装有第二逆变器部60的SW元件61-66和电流检测元件67-69的第二区域R2对称地布置在电动机10的中心轴线O的相对侧。

在本实施例中，SW元件51-56和SW元件61-66轴对称地布置在经过电动机10的中心轴线O的直线的两侧。

三个相U、V、W在第一逆变器部50中从继电器71侧起按顺序布置，而三个相W、V、U在第二逆变器部60中从继电器72侧起按顺序布置，这形成在两个逆变器50、60之间的关于三个相的点对称关系。在本实施例中，当其中安装有电力继电器71、72的区域被当作用于将来自电池109的电力供给至电路板41的供电区域时，第一逆变器50具有从供电区域侧起布置的第一相、第二相以及第三相，而第二逆变器60具有从供电区域侧布置的第三相、第二相以及第一相。这同样适用于电动机线135、145。也就是说，第二***202的相序是第一***201的相序的相反顺序。

从而，当阻抗减小时，在电路板41上的三个相中的每个相中的布线的长度基本相等，并且在三个相中的每个相中的阻抗的变化减小，或者在所有三个相中阻抗相等。上文中的“对称性”指的是三个相的基本对称布置，从而允许实际产品的尺寸误差。

此外，连接至低电位侧的SW元件54-56被布置在连接至高电位侧的SW元件51-53的外侧，并且电流检测元件57-59被进一步布置在SW元件54-56的外侧。

类似地，连接至低电位侧的SW元件64-66被布置在连接至高电位侧的SW元件61-63的外侧，并且电流检测元件67-69被进一步布置在SW元件64-66的外侧。

SW元件51-56中的每个SW元件具有在电路板41侧表面上形成的漏极。此外，第一电动机线135连接至在高电位侧连接的SW元件51-53中的每个SW元件的源极，并且连接至在低电位侧连接的SW元件54-56中的每个SW元件的漏极(图2)。因此，通过将低电位侧SW元件54-56放置在高电位侧SW元件51-53的半径外侧，使得在电路板41上的布线变得容易，这是因为低电位侧SW元件54-56连接至位于元件54-56的外侧的第一电动机线135。

相同的配置适用于SW元件61-66和第二电动机线145的配置。

当第一区域R1和第二区域R2与中心轴线O一起被视为驱动元件安装区域R3时，ASIC 82位于驱动元件安装区域R3的外侧。此外，电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74相对于驱动元件安装区域R3位于ASIC 82的相对侧。在本实施例中，区域R1至R3分别被示为矩形区域。然而，根据被限定为包括所有元件(即SW元件51-56、61-66和电流检测元件57-59、67-69)的安装位置的区域的外形，区域R1至R3可以具有除了矩形形状之外的其他形状。

在下面的段落中进一步描述安装在发热元件安装表面42上的部件之间的位置关系。

作为继电器71、72的大部件(即，更具体地，就从表面41起的高度而言与SW元件51-56、61-66相比较高的部件)容纳在框架构件20的ECU侧面31上的继电器室33、34中。此外，其他的较高部件(即，ASIC82)容纳在框架构件20的ECU侧面31上的ASIC室35中。在本实施例中，电力继电器71和72以及ASIC 82被称为“大尺寸部件”，而SW元件51与大尺寸部件180(即，代表电力继电器71和72以及ASIC 82)之间的关系被描述为图12A和图12B中的示例。在图12A和图12B中，强调了大尺寸部件180在轴向方向上的尺寸、高度。

如图12B所示，SW元件51的热被传送至框架构件20，如由双点划线所示。在框架构件20内、在两条扩散线S1之内限定高散热区段HS，该两条扩散线S1相对于轴向方向或者沿着转子15的旋转轴线的方向以45度的角度延伸。两条扩散线S1从框架构件20上的轴向投影(即，散热塞514沿轴向方向的轮廓(sihouette)，或相对于板41的表面的垂直投影)的每个边或端对角向外延伸。两条扩散线S1和散热塞514在框架构件20上的轴向投影一起形成当从与转子15的旋转轴线垂直的方向观察时具有梯形横截面的高散热区段，如图12A所示。两条扩散线S1形成了梯形的相对的不平行侧，而散热塞514在框架构件20上的投影(其也是框架构件20的一部分)形成了梯形的塔形元素(tope element)。以上所限定的区段HS不必被大尺寸部件室侵占，以保持散热效率。例如，当图12B中的空间A侵占大尺寸部件室182(总体上代表继电器室33、34和ASIC室35)时，关于消散来自SW元件51的热的散热效率降低。

因此，在本实施例中，当具有比SW元件51的轴向尺寸大(即，高度较大)的轴向尺寸的大尺寸部件180被安装在发热元件安装表面42上时，根据大尺寸部件180的尺寸，大尺寸部件室182(即，对应于本实施例中的继电器室33、34以及ASIC室35)远离SW元件51放置，以使高散热区段HS不与室182重叠，该大尺寸部件室182是为了容纳大尺寸部件180而在框架构件20的ECU侧面31上形成的凹部。

例如，当诸如铝电解电容器等高部件安装在发热元件安装表面42上时，该部件越高(即，高度)，则室182距离SW元件51就越远。

更具体地，如图12A所示，距离L1被定义为(i)在与表面42平行的表面上的散热塞514的部件180侧边与(ii)大尺寸部件180的顶部181的SW元件51侧之间的尺寸，在等式(1)中示出了距离L1。

L1≥T2+{2-(√2)}×G2-T1-G1...等式(1)

以如下方式定义等式(1)中的符号：

T1：SW元件51的高度

G1：SW元件51与框架构件20的间隔

T2：大尺寸部件180的高度

G2：大尺寸部件180与框架部件20之间的最短间隔(即，在本实施例中沿着轴向方向的间隔)

尽管等式(1)中的G2的系数{2-(√2)}假设大尺寸部件室182的侧壁与底壁之间的连接部具有弯曲形状或锥形形状，但是如果这样的部分不是以锥形形状形成，则G2的系数可以简单地被设置为2。

当SW元件51和大尺寸部件180以足够间隔放置(即，彼此相距通过等式(1)计算出的距离L1)时，高散热区段HS与SW元件51的大尺寸部件室182将不会重叠，并且来自SW元件51的热高效地消散到框架构件20。

在上述情况下，可以通过用散热凝胶75填充部件180与框架构件20之间的间隙来将来自大尺寸部件180的热消散到框架构件20，或者在该间隙仍未填充的情况下可以使来自部件180的热不传送/消散到框架构件20。

此外，可以将高度比SW元件51的高度小的小部件185安装在发热元件安装表面42上，而无需在框架构件20的ECU侧面31上形成凹部等。因此，对于SW元件51，不必放置得远离SW元件51(例如，小部件185可以靠近SW元件51放置)。对于小部件185，考虑电流检测元件57-59、67-69、反向连接保护继电器73和74、以及芯片和电容器等。

接下来，将基于图13来描述SW元件51-56、61-66与轴孔23之间的位置关系。在图13中，为了简化描述，从图中省略了实际安装在电路板41上的除了SW元件52、55、62和65之外的部件。此后，将描述的焦点放在SW单元52、55、62以及65的散热上。

扩散线S1被定义为从散热塞524、554的垂直地投影到电路板41上的投影区的两个远侧边中的每一个朝向第一区域R1的外侧延伸的45度线，并且还被定义为从散热塞624、654的垂直地投影到电路板41上的投影区的两个远侧边中的每一个朝向第二区域R2的外侧延伸的45度线。

此外，消散来自SW元件51-56、61-66的热所需的框架构件20的轴向长度被定义为所需厚度d。在本实施例中，所需厚度d等于框架构件20的电动机侧面21与ECU侧面31之间的厚度。

此外，将所需厚度d分割成两半的分割线被定义为虚拟分割线S2。然后，在分割线S2之上并在扩散线S1之下的区段被定义为高散热区段HS1和HS2。在HS1和HS2当中，HS1对应于用作第一逆变器部50的SW元件51-56，并且HS2对应于用作第二逆变器部60的SW元件61-66。

来自SW单元52、55、62和65的热在HS1和HS2中径向地向外扩散，同时轴向地(即，朝向图12A或图12B的下部)传送。此外，来自SW元件52、55、62和65的热主要沿轴向方向传送，在图12A或图12B中一旦热朝向电动机10侧传递通过虚拟分割线S2就进一步向下传送。

如已参照图12A或图12B提到的，当通过挖掘(即，由室182)来侵占高散热区段HS1、HS2时，关于消散来自SW元件52、55、62、65的热的散热效率受到影响(即降低)。

此外，在本实施例中，SW元件51-55和SW元件61-66被布置在中心轴线O的相对侧，并且在框架构件20上在两个部分之间(即，在SW元件52面向部分与SW元件62面向部分之间)的位置处钻有轴孔23。因此，SW元件52和SW元件62彼此远离放置，使得高散热区段HS1、HS2与轴孔23可以不重叠。

更具体地，以如下方式来定义距离L2。也就是说，根据等式(2)的距离L2是(i)用于SW元件52的塞524的SW元件62侧边与(ii)用于SW元件62的塞624的SW元件52侧边之间的尺寸。

在等式(2)中，符号L3是在虚拟分割线S2上的轴孔23中的壁部分之间的距离。

L2≥d+L3...等式(2)

换句话说，SW元件52位于发热元件安装表面42上，使得(i)用于SW元件52的塞524在轴孔23侧的边与(ii)在SW元件52侧的轴孔23的壁之间的距离L4等于或大于1/2d，即，当在发热元件安装表面42上测量这样的距离L4时，距离L4等于或大于所需距离d的一半。

类似地，将距离L5定义为(i)用于SW元件62的塞624在轴孔23侧的边与(ii)在SW元件62侧的轴孔23的壁之间的尺寸，当在发热元件安装表面42上测量这样的距离L5时，该距离L5等于或大于1/2d(即，等于或大于所需距离d的一半)。

上述配置确保了不存在对轴孔23进行挖掘从而侵占高散热区段HS1、HS2，从而实现了高效消散来自SW元件52、62的热。此外，如图13所示，为了容置磁体18，可以在扩散线S1之上的范围内为轴孔23提供阶梯部239，使得阶梯部239与高散热区段HS1和HS2将不会彼此重叠。

基于上述配置，来自每一个比SW元件52、62更远离中心轴线O的其他SW元件(即SW元件51、53-56、61、63-66)(例如，参见图10)的热也高效地从这些元件消散，这是因为从用于SW元件51、52-56、61、63-66的每个散热塞到轴孔23的距离大于从SW单元52、62中的每一个到轴孔23的距离，也就是说，在(i)SW元件51、53-56、61、63-66中的每一个的高散热区段HS1和HS2与(ii)轴孔23之间实现了不重叠放置。

尽管图13的描述关注高散热区段HS1、HS2与轴孔23之间的位置关系，但是这同样适用于高散热区段HS1、HS2与图13中的电动机线***孔24和25之间的位置关系。也就是说，根据本实施例，轴孔23以及电动机线***孔24和25分别对应于“孔”。此外，高散热区段HS对应于“第一高散热区段”，而高散热区段HS1和HS2对应于“第二高散热区段”。

如图7和图11以及其他图示所示，微型计算机81、电容器86和87、扼流线圈89等被安装在大尺寸部件安装表面43上。

微型计算机81在ASIC 82的相对侧被安装在与ASIC 82的安装位置至少部分地重叠的位置处。此外，微型计算机81被安装在驱动元件安装区域R3外侧的位置处。在图11中，未示出驱动元件安装区域R3。

在本实施例中，ASIC 82的热被消散到框架构件20。因此，不需要形成用于将来自ASIC 82的热朝向电路板41侧消散的通孔(即，孔)，从而可以利用大尺寸部件安装表面43上的ASIC 82安装部分的相反侧，以通过在ASIC 82的相反侧设置布线来对诸如微型计算机81等电子部件进行高密度安装。也就是说，通过在电路板41的两个表面上以重叠的方式安装相对较大的部件，即，将微型计算机81安装在一个表面上并且以重叠的方式将ASIC 82安装在相反表面上，有效地使用了电路板41的安装区域，从而利于电路板41的尺寸减小。此外，微型计算机81与ASIC82之间的布线长度减小。

电容器86安装在电路板41的相反侧，也就是说，与其中安装有第一逆变器部50的SW元件51-56的第一区域R1部分重叠。电容器87安装在电路板41的相反侧(即，与其中安装有第二逆变器部60的SW元件61-66的第二区域R2部分重叠)。通过将电容器86、87布置在逆变器部50、60的相反侧来增大降噪效果。

在本实施例中，通过将尺寸相对大的电子部件(例如，电容器86、87和扼流线圈89)安装在大尺寸部件安装表面43上，使电路板41位于框架构件20附近。从而，由发热元件安装表面42上的发热元件70产生的热从这些部件的“背面”消散到框架构件20。

第一区域R1(相对于中心轴线O的)的半径外侧位置具有穿过其中所钻的电动机线***孔44。第一电动机线135被***电动机线***孔44中。第二区域R2的半径外侧位置具有穿过其中所钻的电动机线***孔45。第二电动机线145被***电动机线***孔45中。

在大尺寸部件安装表面43上，由导电金属等制成的电动机线连接器46设置在钻有电动机线***孔44和45的位置处。电动机线连接器46具有压入配合部，并且容纳电动机线135和145的压入配合部建立了电路板41与电动机线135、145之间的电连接。

在与电路板41的电路板固定调整片32相对应的位置处钻有孔48。电路板锁紧螺钉49(参见图7和图8)被***孔48中，并且被紧紧地拧到框架构件20的电路板固定调整片32上。以这样的方式将电路板41固定到框架构件20上。

如图3至图8所示，盖构件90具有盖体91、电源连接器96以及信号连接器97，并且覆盖电路板41的大尺寸部件安装表面43侧。

***部分921设置在盖体91的外周壁92的一端处。***部921被***框架构件20的粘合槽37中，并且利用粘合剂而被固定。从而，防止水等从框架构件20与盖构件90之间的连接部分侵入电动机10中。

电容器室93大致形成在盖体91的中心处。电容器室93从盖体91突出(即，远离电动机10)，以容纳电容器86、87。在电容器室93钻有通气孔(breathing hole)94。通气孔94具有附接在其上的过滤器构件95。过滤器部件95由通过空气但不通过水的材料制成。通过使过滤器部件95在通气孔94中，驱动装置1的内部压力即使当温度变化时也保持为特定值不变。

电源连接器96和信号连接器97(即，下文中的“连接器96和97”)分别远离盖体91突出(即，远离电动机10)。在本实施例中，连接器96和97与盖体91整体地形成为一体。

电源连接器96具有设置在远离电动机10延伸的一端上的开口961，以连接至从电池109延伸的线束(未示出)。此外，电源连接器96具有连接至电路板41的电源连接器端子962。电源连接器端子962被***在电路板41上钻成的端子***孔965中，并且通过焊料等连接至电路板41。从而，ECU 40连接至电池109。

信号连接器97具有设置在远离电动机10延伸的一端上的开口971，以连接至线束(未示出)。在本实施例中，设置有两个信号连接器97，其中一个信号连接器连接至从扭矩传感器103延伸的线束，而另一个信号连接器连接至从CAN延伸的线束。此外，信号连接器97具有连接至电路板41的信号连接器端子972。信号连接器端子972被***在电路板41上所设置的端子***孔975中，并且通过焊料等连接至电路板41。从而，来自扭矩传感器103的信息和来自的CAN的信息被输入至ECU 40。

电源连接器端子962和信号连接器端子972(即，下文中的“端子962和972”)中的每一个的端部被***在框架构件20的ECU侧面31上所形成的端子插座槽36中，使得端子962、972和框架构件20彼此不短路。

驱动装置1设置有如以上充分详细描述的电动机10、框架构件20、电路板41、SW元件51-56、、61-66、ASIC 82以及微型计算机81。

电动机10具有其上缠绕有第一绕组13和第二绕组14的定子12、能够相对于定子12旋转的转子15以及能够与转子15一起旋转的轴16。

框架构件20被设置在电动机10的轴向方向的一侧。

用于实现分别切换供给至绕组13和14的电流的逆变器部50和60的SW元件51-56、61-66以可散热的方式安装在发热元件安装表面42上，以将来自这些元件的热消散到框架构件20，其中该发热元件安装表面42是电路板41的面向框架构件20的一个面。

控制器部件80包括预驱动器821、调节器823、信号处理器822以及旋转角传感器85中的至少一个，并且安装在电路板41上，在该电路板41上还安装有SW元件51-56、61-66。微型计算机81执行计算处理。预驱动器821将驱动信号输出至SW元件51-56、61-66并且输出至其他装置。调节器823将电池109的输出电压调节为预置电压，并且输出经调节的电压。信号处理器822处理输入信号。旋转角传感器85检测转子15的旋转角度。

根据本实施例，SW元件51-56、61-66以可散热的方式安装，以将热消散到框架构件20。以这样的方式，与为这些SW元件单独地提供散热装置相比，部件的数量减少。

此外，框架构件20固定地设置在电动机10的一个轴端上。以这样的方式，驱动装置1的沿半径方向的体积和/或尺寸减小。

此外，框架构件20被设置在电动机10的与电动机10的轴16的用于输出驱动电力的输出端165相对的一个轴端上。也就是说，轴16的输出端165不穿过电路板41，这使得电路板41的整个表面可用于安装部件，从而利于电路板41的尺寸减小。

电路板41固定地设置在框架构件20的相对于电动机10的相对侧。因此，与将电路板安装在框架构件20的电动机侧相比，框架构件20容易附接至电动机10。此外，与安装在电路板41上的电子部件的尺寸无关地，框架构件20的尺寸减小。

驱动装置1具有安装在电路板41的发热元件安装表面42上的电流检测元件57-59、67-69，以检测供给至第一绕组13和第二绕组14的电流。以这样的方式，这些元件57-59、67-69的布线长度减小，从而减小了在电流变化时刻处的布线阻抗和阻尼，并且适当地使得能够进行电流检测。

以可散热的方式安装电流检测元件57-59、67-69，以将热消散到框架构件20。因此，通过向电流检测元件57-59、67-69供给电力而产生的热被消散到框架构件20，从而实现了驱动装置1的体积减小并且减小了电流的检测误差。

在本公开内容中，在用作控制器部件80的电子部件当中，需要具有散热方式的ASIC 82安装在发热元件安装表面42上，并且ASIC 82的热被配置成可消散到框架构件20。以这样的方式，来自ASIC 82的热被适当地消散到框架构件20。此外，通过将来自ASIC 82的热消散到框架构件20，免除了用于朝向电路板41散热的散热通孔。因此，在ASIC 82的相反侧的区域或电路板41可以用于安装电子部件(即，在本实施例中为微型计算机81)，从而更有效地利用电路板41的安装表面并且利于产品的体积减小。

驱动装置1安装在发热元件安装表面42上，并且设置有从发热元件安装表面42起高度比SW元件51-56、61-66的高度大的大尺寸部件180。

此外，框架构件20具有大尺寸部件室182，在该大尺寸部件室182中容置有大尺寸部件180。框架构件20具有被限定为扩散线S1的内侧的高散热区段HS，该扩散线S1沿着轴向方向从散热部分在框架构件20上的投影位置(即，轮廓)的两个边中的每个边(即，相对于板41的ECU侧面31的垂直投影)以45度的角度对角向外延伸。大尺寸部件室182被形成为不与高散热区段HS重叠。

换句话说，根据大尺寸部件180的高度，大尺寸部件180远离SW元件51-56、61-66放置，使得大尺寸部件室182与高散热区段HS彼此不重叠。

从而，没有形成作为室182的侵占高散热区段HS中的空间的空间A，从而使得热从SW元件51-56、61-66高效地消散到框架构件20。

框架构件20设置有轴孔23和电动机线***孔24和25，电动机线***孔24和25基本上垂直于框架构件20的表面穿过框架构件20。在本实施例中，SW元件51-56、61-66的散热所需的框架构件20的厚度被称为所需散热厚度d，以及框架构件20的高散热区段HS1、HS2被限定为扩散线S1的内部，该扩散线S1从SW元件51-56、61-66的散热部在框架构件20的ECU侧面31上的投影位置的两个边中的每个边以45度的角度对角地向外延伸，并且在所需散热距离d的一半之上，即接近于电路板41。

轴孔23和电动机线***孔24和25形成在与高散热区段HS1和HS2不重叠的部分处。

由于高散热区段HS2、轴孔23以及电动机线***孔24和25彼此不重叠并且在高散热区段HS1和HS2中没有形成空间(即，“空隙”孔)，所以SW元件51-56、61-66的热高效地消散到框架构件20。

此外，当不存在诸如轴孔23等通孔时，SW元件51-56和SW元件61-66安装在适当位置处以使HS1与HS2不重叠，从而来自SW元件51-56、61-66的热高效地消散到框架构件20，其中HS1和HS2分别对应于第一逆变器部50的SW元件51-56以及第二逆变器部60的SW元件61-66。

通过具有两个逆变器部50和60并且将电流分成两部分，SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69以及电容器86和87的尺寸减小，并且布线的大电流容限宽度也减小了一半，实现了电子部件的紧凑安装。

同时，通过在两个***中使用两个电力继电器71、72和两个反向连接保护继电器73、74来获得相同的效果。

此外，电动机线***区段44相对于电动机线***区段45布置在跨越电路板41的中心轴线O的相对侧，在中心轴线O的两侧有效地形成两条布线、同时将发热部分分配给两个位置，进一步利于减小产品体积，其中，从用作第一逆变器部50的第一区域R1和与其对应的第一绕组13取出的第一电动机线135被***电动机线***区段44中，从用作第二逆变器部60的第二区域R2和与其对应的第二绕组14取出的第二电动机线145被***电动机线***区段45中。

驱动装置1设置有电容器86和87。电容器86和87安装在作为电路板41的相对于框架构件20的相对侧的大尺寸部件安装表面43上，并且电容器86，87在表面43上的位置与其中安装了SW元件51-56、61-66的区域R1、R2至少部分地重叠。

由于通过上述配置而使布线长度减小并且与电容器86和87被布置在表面43的其他部分中的情况相比布线阻抗减小，所以第一逆变器部50和第二逆变器部60的降噪效果增加。

当驱动元件安装区域R3被定义为包括电路板41的中心轴线O以及包括其中安装有SW元件51-56、61-67的区域R1、R2时，微型计算机81和ASIC 82被布置在驱动元件安装区域R3的外侧。通过将相对大尺寸的部件(诸如微型计算机81和ASIC 82)布置在电路板41上的驱动元件安装区域R3的外侧，使大电流部和信号控制部分离，并且大电流开关噪声对控制部的影响减小。

此外，大电流部具有根据上述配置的紧凑布线布置，有效地利用了电路板41的安装区域，并且减小了产品尺寸。

驱动装置1以可散热到框架构件20的方式安装在发热元件安装表面42上，并且设置有电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74，以在从电池109向逆变器部50和60的电力供给的传导与拦截之间进行切换。从而，通过向电力继电器71、72以及反向连接保护继电器73、74的供给电力而产生的热被适当地消散到框架构件20。

电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74被布置在微型计算机81和ASIC 82的相对于驱动元件安装区域R3的相对侧。从而，有效地利用了电路板41上的发热元件安装表面42的安装区域，并且适当地布置了这些部件中的每一个。

本实施例的驱动装置1应用于电动助力转向设备8。也就是说，电动助力转向设备8设置有驱动装置1和减速齿轮9，该减速齿轮9将从电动机10输出的扭矩传送至柱轴102，并且基于用于驱动柱轴102的电动机10的输出扭矩来辅助由驾驶员对转向盘101的转向操作。

在本实施例的驱动装置1中，电动机10和ECU 40设置在同一轴上，并且为了减小产品体积，SW元件51-56、61-66和控制器部件80安装在同一电路板41上，以将来自SW元件51-56、61-66的热消散到框架构件20。因此，驱动装置可安装在小安装空间中。

此外，本实施例的驱动装置1具有在电动机壳体11与框架构件20之间的位置处设置的O形环39，并且利用粘合剂固定框架构件20和盖构件90。因此，本实施例的驱动装置1具有防水构造。换句话说，驱动装置1可以安装在例如发动机室内，并且可以适当地应用于齿条辅助型电动助力转向设备。

(第二实施例)

在图14至图19中示出了本公开内容的第二实施例中的驱动装置。图14是沿着图17中的XIV-XIV线的截面图。

驱动装置2设置有用作旋转电机的电动机210、前框架端215、后框架端220、用作控制器的ECU 240、连接器280、盖构件290等。在本实施例中，后框架端220对应于“框架构件”。驱动装置2的电气配置与上述实施例的电气配置相同，从而不提供重复描述。

电动机210设置有如图14所示的定子212、转子15、轴16以及其他零件。

定子212具有固定在其上的前框架端215和后框架端220。在本实施例中，不设置电动机壳体，从而定子212暴露。除了上述之外的其他特征与上述实施例的定子12的特征相同。也就是说，在本实施例的驱动装置2中，定子212暴露并且不具有防水结构。因此，本实施例的驱动装置2优选地设置在车厢中而不是发动机室中，并且优选地可应用于柱辅助型电动助力转向设备。

在本实施例中，由于省略了电动机壳体，所以“电动机区域”被视为定子212的投影轮廓。

前框架端215由例如金属(例如，铝等)制成，并且设置在电动机210的相对于ECU240的相对端上。前框架端215具有基本上在其中心处钻成的轴孔216。轴承166附接至前框架端215，并且轴16的一端161被***轴承166中。轴16的一端161从前框架端215露出。轴16的一端161设置有输出端165。输出端165连接至减速齿轮9。从而，通过转子15和轴16的旋转而生成的扭矩经由减速齿轮9输出至柱轴102。

如图14至图17所示，后框架端220例如具有框架部222、散热器230以及连接器接收器236，并且由导热金属(例如铝等)制成并被设置在电动机210的ECU 240侧。通过使用贯穿螺栓(未示出)将前框架端215和后框架端220与置于二者之间的电动机210组合。此外，后框架端220具有在其上钻成的电动机线***孔(未示出)。电动机线135和145被***电动机线***孔中，并且被取出以朝向ECU 240延伸。

框架部222具有环形形状，并且附接至电动机210的定子212。

散热器230竖立在框架部222上以朝向ECU 240延伸。散热器230具有电路板固定部232。散热器230面向ECU 240的表面被形成为辐射表面235。

在散热器230上的中心轴线O的位置处钻有轴孔231。轴孔231具有设置在其中的轴承167，并且轴16的另一端162被***其中。从而，设置在轴16的另一端162上的磁体18暴露于ECU 240。

连接器接收器236从散热器230朝向其半径外侧突出。紧挨着连接器接收器236，连接器280设置在ECU 240侧。连接器接收器236与连接器280之间以一定间隙间隔开。

在本实施例中，在连接器接收器236的ECU 240侧的位置处散热器230沿着轴向方向的厚度被测量作为所需厚度d。

ECU 240被设置在后框架端220的相对于电动机210的相对侧，并且与电动机210基本上同轴地放置。

ECU 240具有其上安装有各种电子部件的电路板241。

电路板241采用适合于后框架端220的投影区域的形状。此外，安装在电路板241上的ECU 240的部件(即，SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电容器86、87以及扼流线圈89)被布置在电动机区域内。

这里，电路板241的面向电动机210的电动机侧表面被称为发热元件安装表面242，而电路板241的背对电动机210的相对表面被称为大尺寸部件安装表面243。在本实施例中，发热元件安装表面242对应于“第一表面”，而大尺寸部件安装表面243对应于“第二表面”。

如图18所示，发热元件安装表面242具有安装在其上的SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74、ASIC 82、旋转角传感器85等。

在本实施例中，SW元件51-56、61-66、电流检测元件57-59、67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73、74以及ASIC 82分别经由散热凝胶以可散热的方式接触后框架端220的散热器230的辐射表面235。从而，由SW元件51-56、61-66、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73、74以及ASIC 82产生的热经由散热凝胶被消散到后框架端220。

由于ASIC 82以可散热的方式安装在电路板241的发热元件安装表面242上以将热消散到散热器230，所以电子部件可安装在大尺寸部件安装表面243上的与ASIC 82的安装区域重叠的重叠区域中。类似于上述实施例，在本实施例中，在大尺寸部件安装表面243上，微型计算机81被安装在与ASIC 82至少部分地重叠的区域中(参照图14和图19)。

在本实施例中，用作第一逆变器部50的SW元件51-56和用作第二逆变器部60的SW元件61-66关于电动机10的中心轴线O对称地布置(即，在本实施例中设置了旋转角传感器85的位置)。在本实施例中，SW元件51-56和SW元件61-66关于电动机10的中心轴线O以点对称的方式布置。此外，在电路板241上，第一区域R1中的板上布线和第二区域R2中的板上布线关于中心轴线O点对称。

另外，以与上述实施例相同的方式来布置相序(也就是说，在第一逆变器部50中从电力继电器71侧起按顺序为U相、V相、W相，而在第二逆变器部60中从电力继电器72侧起按顺序为W相、V相、U相)。

以上未提及的关于基板241上的电子部件的布置和其他内容也是与上述实施例相同。

在比其中安装有用作电路板241上的第一逆变器部50的元件的第一区域R1更靠外的半径外侧位置处钻有电动机线***区段244。第一电动机线135被***电动机线***区段244中，并且通过焊料等连接至区段244。

在比其中安装有用作电路板241上的第二逆变器部60的元件的第二区域R2更靠外的半径外侧位置处钻有电动机线***区段245。第二电动机线145被***电动机线***区段245中，并且通过焊料等连接至区段245。

电动机线***区段244和245位于以中心轴线O为中心的圆周C上。也就是说，电动机线135和145被布置在电路板241上的圆周C上。在本实施例中，分别取出电动机线135和145作为缠绕在具有环形形状的定子212上的绕组13和14的绕组线。通过将电动机线***区段244和245布置在同一圆周上，电动机线135和145从定子212朝向电路板41一直延伸，从而使电动机线135和145易于连接至电路板241。

此外，根据上述配置，减小了布线对逆变器部50、60的电阻，并且通过为了便于将这些布线连接至电路板41而进行设计来保持两个逆变器部50、60当中的布线之间的平衡(即，控制两条布线之间的阻抗的差以使其小)，以实现仅具有小扭矩波动的平稳电动机驱动控制。

在与电路板241的电路板固定部232相对应的位置处钻有孔248。电路板锁紧螺钉49被***孔248中，并且拧到后框架端220的电路板固定部232上。从而，电路板241被固定到后框架端220上。

电路板241具有弧形状的弧形部251和设置在弧形部251的半径外侧的连接器固定部252。连接器固定部252具有在其上钻成的孔253，连接器锁紧螺钉289被***该孔253中。

连接器固定部252位于电路板241的发热元件安装表面242上的电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74的外侧，以及连接器280位于连接器固定部252上。

如图14至图17所示，连接器280通过从电路板241的大尺寸部件安装表面243侧***的连接器锁紧螺钉289固定到电路板241上。

连接器280由树脂或类似材料制成，被设置成从电路板241径向向外突出，并且在连接器接收器236的附近位于面向后框架端220的ECU 240侧(也就是说，连接器280位于后框架端220与ECU 240之间)。换句话说，连接器280在后框架端220的连接器接收器236附近位于框架部222的ECU 240侧，并且更接近地描述了如何将连接器280放置在框架构件的控制器侧。

在本实施例中，连接器280位于电路板241的发热元件安装表面242侧，这有利于散热，因为散热器230可以从后框架端220升高连接器280的高度，从而为散热表面保留了增大的尺寸并且增大了从其消散的热量。也就是说，由发热元件70产生的热可以有效地从散热器230消散。

连接器280的开口281面朝外，并且可连接至从驱动装置2的半径外侧进入的线束。此外，连接器280具有端子282。端子282连接至电路板241。

本实施例的连接器280具有整体形成为一体的电源连接器283和信号连接器284。连接器280的外周具有在其上形成的凸缘285。

盖构件290由金属材料制成，并且被形成为具有与连接器280分离的主体。盖构件290具有顶部291和沿着顶部291的外周形成的侧壁292并覆盖ECU 240，并且通过铆接(caulking)等固定于后框架端220上。

侧壁292具有凹口293，该凹口293被适当地形成为容置连接器280。连接器280的开口281侧从而从盖构件290露出。

在本实施例中，基于电动机10在安装到车辆中之后放置在驱动装置2中的垂直下侧的假设，凸缘285具有从盖构件290露出的电动机侧面。通过包括凸缘285，防止水等经由盖构件290与连接器280之间的连接部侵入到驱动装置2的内部。此外，渗入内部的水沿着凸缘285朝向驱动装置2的外部输送。

在本实施例中，在电路板241的中心轴线O的位置处，设置有旋转角传感器85。用作第一逆变器部50的SW元件51-56、61-66和用作第二逆变器部60的SW元件61-66关于中心轴线O点对称地布置。更具体地，通过在使来自两个逆变器部中的每个逆变器部的磁通量的漏出抵消的这些逆变器部中点对称地布置相序，减小了旋转角传感器85的检测误差。

此外，第一区域R1中的板上布线和第二区域R2中的板上布线关于中心轴线O点对称。以这样的方式，布线的长度减小，从而减小了布线的阻抗。更具体地，通过相序的点对称布置，在不同相之间的布线长度的变化减小，并且不同布线之间的阻抗的变化减小。

本实施例的配置也实现了与前面提到的实施例相同的效果。

(其他实施例)

(a)框架构件

根据除了上述实施例之外的其他实施例，可以将框架构件固定到电动机壳体上，或者可以通过使用除了螺钉之外的部件将框架构件固定到电动机壳体上。此外，可以通过压入配合将框架构件固定到电动机壳体上。以这样的方式，可以减少部件的数量。此外，可以减小沿着驱动装置的半径的体积。

根据上述实施例，框架构件被设置在旋转电机的一个轴向端上，该轴向端是输出端的相对侧。根据其他实施例，框架构件可以设置在输出端侧。此外，框架构件可以设置在半径外侧位置等处，即，在除了旋转电机的该一个轴向端之外的位置处。

根据上述实施例，基于电路板与旋转电机基本上同轴设置的假设，中心轴线O被视为驱动装置的中心点。根据其他实施例，如果电路板与旋转电机非同轴设置，或者如果电路板被固定到设置在除了旋转电机的该一个轴向端之外的位置处的框架构件上，则可以将除了中心轴线O之外的位置(例如，电路板的中心点)设置为驱动装置的中心点。

根据上述实施例，框架构件用作旋转电机的外壳。根据其他实施例，框架构件可以被提供作为与用于为旋转电机提供外壳的外壳构件分离的构件，并且框架构件可以固定到该外壳构件。

根据上述实施例，框架构件支承固定到相对于旋转电机的背对侧的电路板。根据其他实施例，框架构件可以使电路板固定到旋转电机的面向侧。

(b)ECU

根据上述实施例，逆变器部和继电器分别以两组提供。根据其他实施例，逆变器部和继电器可以分别以三组或更多组提供。

根据上述实施例，发热元件可以以可散热的方式经由散热凝胶接触框架构件。根据其他实施例，散热凝胶可以用散热片替代，或者发热元件与框架构件可以直接接触。

根据上述实施例，SW元件具有从模具部露出的散热塞。根据其他实施方式，散热塞可以不必从SW元件露出。

根据上述实施例，散热塞的露出部分被视为“散热部分”。然而，例如，在该散热塞没有露出的情况下，整个模具部可以被视为“散热部分”。

这同样适用于电力继电器、反向连接保护继电器以及ASIC。

根据上述实施例，驱动元件、电流检测元件、电力继电器、反向连接保护继电器以及ASIC对应于发热元件，并且这些发热元件被设置成将热从其背面消散到框架构件。根据其他实施例，电流检测元件、电力继电器以及反向连接保护继电器可以安装在大尺寸部件安装表面上，或者可以被省略。

此外，电流检测元件可以不被实现为分流电阻器，而被实现为霍尔IC等，并且电流检测元件可以仅被提供用于两相或更少。也就是说，可以部分地省略电流检测元件。电力继电器可以被实现为机械继电器。当电流检测元件被实现为无需从其散热的霍尔IC等时，电流检测元件可以被设置成不与框架构件接触，即，可以被配置成不将热消散到框架构件。

此外，还可以将除了上述之外的电子部件安装在电路板的发热元件安装表面上用作发热元件，以使得能够从其背面朝向框架构件消散热。

根据上述实施例，在第一实施例中，用作第一逆变器部的SW元件和用作第二逆变器部的SW元件轴向对称布置，而在第二实施例中，用作第一逆变器部的SW元件和用作第二逆变器部的SW元件点对称布置。

根据其他实施例，具有第一实施例配置的SW元件可以具有点对称布置，或者具有第二实施例配置的SW元件可以具有轴对称布置。

此外，还可以任意地布置SW元件(即，不一定是对称布置)。

此外，也可以任意地布置除了SW元件之外的其他电子部件。

此外，根据上述实施例，第一***中的相序从电力继电器的接近侧起为U、V、W，而第二***中的相序从电力继电器的接近侧起为W、V、U。根据其他实施例，可以任意地对第一***中的相序排序(即，不一定是从电力继电器侧起的U、V、W顺序)。此外，第二***中的相序可以优选地为第一***的相反顺序。以这样的方式，就像上述实施例一样，来自旋转角传感器的磁通泄漏减小。此外，不同相之间的布线阻抗的变化减少。此外，第一***中的相序与第二***中的相序可以不必相反。

根据上述实施例，控制器部件包括计算电路、预驱动器、调节器、信号处理器以及旋转角传感器。根据其他实施例，部分控制器部件可以设置在与其上安装有的驱动元件的电路板不同的其他电路板上，或者可以省略部分控制器部件。

根据上述实施例，ASIC以可散热的方式安装在发热元件安装表面上以将热消散到框架构件。根据其他实施例，除了ASIC之外的控制器部件(例如，微型计算机)可以以可散热的方式设置在发热元件安装表面上以将热消散到框架构件。在这样的情况下，微型计算机对应于“发热元件”。

根据上述实施例，ASIC包括预驱动器、信号处理器以及调节器。根据其他实施例，ASIC包括预驱动器、信号处理器以及调节器中的至少一个。此外，预驱动器、信号处理器以及调节器中的一个或多个可以作为分离的部件来提供。此外，除了包括预驱动器、信号处理器以及调节器中的至少一个之外，ASIC还可以包括用于与其他装置进行通信的通信装置以及其他装置。

根据上述实施例，在相对表面(即，背对旋转电机的表面)上的与集成电路部件安装区域至少部分地重叠的重叠区域中，安装有微型计算机。根据其他实施例，在相对表面(即，背对旋转电机的表面)上的与集成电路部件安装区域至少部分地重叠的重叠区域中，可以安装除了微型计算机外的电子部件。也就是说，在这样的区域中，可以安装电容器等。

根据第一实施例，用于与电动机线连接的金属片安装在电路板上，并且电路板和电动机线通过压入配合相连接。此外，在第二实施例中，电路板和电动机线通过焊料等相连接。

根据其他实施例，例如，第一实施例配置中的电路板和电动机线还可以通过焊料相连接，或者第二实施例配置中的电路板和电动机线可以通过对设置在电路板上的金属片进行压入配合来连接。此外，电路板与电动机线之间的连接不仅可以通过压入配合或焊料来进行，而且还可以通过任何其他方法来进行。

根据上述实施例，通过使用电路板锁紧螺钉来将电路板固定到框架构件上。在其他实施例中，不仅可以通过使用螺钉而且还可以通过任何其他方法将电路板固定到框架构件上。

(c)连接器

根据第一实施例，连接器包括电源连接器和两个信号连接器。根据其他实施例，上述连接器之一或这两种连接器可以以两组或更多组提供。这些连接器可以如在第一实施例中一样具有分离体，或者可以如在第二实施例中一样具有集成体。

此外，连接器的数量、连接器的开口的朝向以及是否与连接器成一体的盖构件布置均可以任意地进行组合。

(d)盖构件

根据第一实施例，用粘合剂将盖构件固定到框架构件。根据第二实施例，盖构件被铆接到框架构件。可以通过任何其他方法(诸如，通过使用螺钉等来进行固定)将盖构件固定到框架构件上。

(e)驱动装置

根据上述实施例，旋转电机为三相无刷电动机。根据其他实施例，电动机可以为任何类型(即，不一定是三相无刷电动机)。

此外，旋转电机可以不仅是电动机(即，电动马达)，而且可以是发电机，并且还可以是具有电动机功能和发电机功能的电动发电机。此外，绕组不仅可以形成在两个***中，而且还可以形成在三个***中。

根据上述实施例，驱动装置应用于电动助力转向设备。根据其他实施例，驱动装置可以应用于除了电动助力转向设备外的设备。

尽管已参照附图并结合本公开内容的优选实施例描述了本公开内容，但应当注意的是，对于本领域技术人员而言，各种改变和修改将变得明显，并且这样的改变、修改以及总结方案被理解为在本公开内容的由所附权利要求限定的范围内。

Claims (15)

1.一种驱动装置(1，2)，包括：

旋转电机(10，210)，所述旋转电机(10，210)具有：定子(12，212)，在所述定子上缠绕有绕组(13，14)；转子(15)，相对于所述定子可旋转地设置；以及与所述转子一起旋转的轴(16)；

固定在所述旋转电机的一个轴向端上的框架构件(20，220)，所述框架构件被设置在相对于输出端(165)的相对侧，所述输出端(165)连接至所述轴以输出所述旋转电机的驱动力；

固定在所述框架构件的相对于所述旋转电机的相对侧的电路板(41，241)，所述电路板的在框架构件侧的第一表面用作发热元件安装表面(42，242)；

驱动元件(51-56，61-66)，以能够散热的方式设置在所述电路板的所述第一表面上并且用作逆变器(50，60)的部件，所述逆变器(50，60)导通和关断以向所述绕组供给电流；以及

控制器部件(80)，包括下述中的至少一个：计算电路(81)，执行计算处理；预驱动器(821)，向所述驱动元件输出驱动信号；调节器(823)，调节电源(10)的电压并且输出经调节的电压；信号处理器(822)，处理输入信号；以及旋转角传感器(85)，检测所述转子的旋转角度，所述控制器部件与所述驱动元件安装在同一电路板上，其中，

除了所述绕组和连接器外的、构成控制电路的包括所述驱动元件和所述控制器部件的部件安装在该同一电路板的两个表面中的任一表面上，以及

包括安装在所述发热元件安装表面(42，242)上的所述驱动元件的发热元件被设置成将热从各个元件的背面消散到所述框架构件(20，220)。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，还包括：

电流检测元件(57，58，59，67，68，69)，安装在所述电路板的所述发热元件安装表面上并且检测供给至所述绕组的电流。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，

所述电流检测元件以能够散热的方式设置以将热消散到所述框架构件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中：

所述发热元件(70，82)需要消散在构成所述控制器部件的电子部件当中的热，所述发热元件以能够散热的方式安装在所述发热元件安装表面上以将热消散到所述框架构件。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，还包括：

大部件，安装在所述发热元件安装表面上，并且具有在从所述发热元件安装表面测量时比所述驱动元件的高度大的高度，其中，

所述框架构件具有形成在其上的大部件容纳空间(33，34，35，182)，

在所述框架构件内的高散热区段，具有在从与所述转子的旋转轴线垂直的方向观察时的梯形横截面，所述高散热区段具有：顶部元件，形成在所述驱动元件的散热部分(514)投影到所述框架构件的形成所述顶部元件的电路板侧表面(31)上之处；以及侧面元件(S1)，以与所述转子的所述旋转轴线成45度从所述顶部元件的两端延伸，并且

所述大部件容纳空间形成于相对于所述框架构件中的所述高散热区段的不重叠位置处。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中，

所述框架构件具有在所述框架构件上钻成以沿着所述框架构件的厚度方向穿过所述框架构件的孔(23，24，25，231)，

所述驱动元件散热所需的所述框架构件的厚度尺寸被定义为散热所需厚度，

所述框架构件包括高散热区段，所述高散热区段具有在从与所述转子的旋转轴线垂直的方向观察时的梯形横截面，所述高散热区段具有：顶部元件，其中，所述驱动元件的散热部分(514)投影到所述框架构件的形成有所述顶部元件的电路板侧表面(31)上；侧面元件(S1)，以与所述转子的所述旋转轴线成45度从所述顶部元件的两端延伸；以及底部元件(S2)，在所述框架构件中位于比所述框架构件的所述散热所需厚度的一半小的距所述电路板侧表面的距离处，并且

所述孔是在相对于所述框架构件中的所述高散热区段的不重叠位置处钻成的。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中，

至少两个逆变器设置在所述驱动装置中，

所述框架构件具有在所述框架构件上钻成以沿着所述框架构件的厚度方向穿过所述框架构件的孔(23，24，25，231)，

所述驱动元件散热所需的所述框架构件的厚度尺寸被定义为散热所需厚度，

所述框架构件包括高散热区段，所述高散热区段具有在从与所述转子的旋转轴线垂直的方向观察时的梯形横截面，所述高散热区段具有：顶部元件，其中，所述驱动元件的散热部分(514)投影到所述框架构件的形成所述顶部元件的电路板侧表面(31)上；侧面元件(S1)，以与所述转子的所述旋转轴线成45度从所述顶部元件的两端延伸；以及底部元件(S2)，在所述框架构件中位于比所述框架构件的所述散热所需厚度的一半小的距所述电路板侧表面的距离处，并且

所述框架构件的与所述至少两个逆变器中的第一逆变器(50)中的所述驱动元件相对应的高散热区段和所述框架构件的与所述至少两个逆变器中的第二逆变器(60)中的所述驱动元件相对应的高散热区段彼此不重叠地放置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中，

至少两个逆变器设置在所述驱动装置中，并且

第一区域和第二区域相对于所述电路板的中心点彼此相对放置，所述第一区域具有用作安装在所述第一区域中的所述至少两个逆变器中的第一逆变器(50)的所述驱动元件(51-56)，所述第二区域具有用作所述至少两个逆变器中的第二逆变器(60)的所述驱动元件(61-66)。

9.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，

所述旋转角传感器安装在所述中心点处，并且

用作所述第一逆变器的所述驱动元件和用作所述第二逆变器的所述驱动元件被设置在相对于所述中心点的点对称位置处。

10.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，

所述第一区域中的板上布线和所述第二区域中的板上布线相对于所述中心点点对称。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，还包括：

电容器(86，87)，安装在与所述电路板的大部件安装表面上的驱动元件安装区域至少部分地重叠的重叠位置处，所述大部件安装表面位于相对于所述框架构件的相对侧。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中：

集成电路部件(81，82)，包括所述计算电路、所述预驱动器、所述调节器中的至少一个，所述信号处理器被设置在驱动元件安装区域的外侧，所述驱动元件安装区域被定义为包括其中安装有所述驱动元件的区域以及所述电路板的中心点的区域。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其中：

继电器(71-74)，以能够散热的方式安装在所述发热元件安装表面上以将热消散到所述框架构件，所述继电器在从所述电源供给至所述逆变器的电流的传导与拦截之间进行切换。

14.根据权利要求12所述的驱动装置，还包括：

继电器(71-74)，以能够散热的方式安装在所述发热元件安装表面上以将热消散到所述框架构件，所述继电器在从所述电源供给至所述逆变器的电流的传导与拦截之间进行切换，其中，

所述继电器被设置在所述集成电路部件被设置之处的、相对于置于所述继电器与所述集成电路部件之间的所述驱动元件安装区域的相对侧。

15.一种电动助力转向设备(8)，包括：

驱动装置(1，2)，包括：

旋转电机(10，210)，具有：定子(12，212)，在所述定子上缠绕有绕组(13，14)；转子(15)，相对于所述定子可旋转地设置；以及与所述转子一起旋转的轴(16)；

固定在所述旋转电机的一个轴向端上的框架构件(20，220)，所述框架构件被设置在相对于输出端(165)的相对侧，所述输出端(165)连接至所述轴以输出所述旋转电机的驱动力；

固定在所述框架构件的相对于所述旋转电机的相对侧的电路板(41，241)，所述电路板的在框架构件侧的第一表面用作发热元件安装表面(42，242)；

驱动元件(51-56，61-66)，以能够散热的方式设置在所述电路板的所述第一表面上并且用作逆变器(50，60)的部件，所述逆变器(50，60)导通和关断以向所述绕组供给电流；以及

控制器部件(80)，包括下述中的至少一个：计算电路(81)，执行计算处理；预驱动器(821)，向所述驱动元件输出驱动信号；调节器(823)，调节电源(10)的电压并且输出经调节的电压；信号处理器(822)，处理输入信号；以及旋转角传感器(85)，检测所述转子的旋转角度，所述控制器部件与所述驱动元件安装在同一电路板上；以及

传动装置(9)，将所述旋转电机的输出扭矩传送至驱动对象(102)，所述旋转电机的输出扭矩用于驱动所述驱动对象以辅助驾驶员对转向构件(101)的转向操作，其中，

除了所述绕组和连接器外的、构成控制电路的包括所述驱动元件和所述控制器部件的部件安装在该同一电路板的两个表面中的任一表面上，以及

包括安装在所述发热元件安装表面(42，242)上的所述驱动元件的发热元件被设置成将热从各个元件的背面消散到所述框架构件(20，220)。