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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6852573
(24)【登録日】2021年3月15日
(45)【発行日】2021年3月31日
(54)【発明の名称】電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置
(51)【国際特許分類】
H02K 11/33 20160101AFI20210322BHJP
H02K 11/215 20160101ALI20210322BHJP
【ＦＩ】
H02K11/33
H02K11/215
【請求項の数】10
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2017-109530(P2017-109530)
(22)【出願日】2017年6月1日
(65)【公開番号】特開2018-207641(P2018-207641A)
(43)【公開日】2018年12月27日
【審査請求日】2020年2月18日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】須永 崇
(72)【発明者】
【氏名】嶋川 茂
(72)【発明者】
【氏名】小暮 光義
【審査官】
小林 紀和
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１７−１５９７６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−２２５９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２４３３３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１６−０５９１４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１６２０９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１７−１５９７７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｋ １１／３３
Ｈ０２Ｋ １１／２１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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、３相毎に少なくとも２系統の第１コイルグループ及び第２コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を含む電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、
前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、
前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、
第１放熱部と、第２放熱部と、を有し、前記第１放熱部と前記第２放熱部との間に空間があるヒートシンクと、を備え、
前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置され、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように配置され、
前記第１実装面の裏面は、前記第１放熱部の径方向外側に取り付けられ、
前記第２実装面の裏面は、前記第２放熱部の径方向外側に取り付けられ、
前記第３実装面の裏面は、前記空間に露出する、電動駆動装置。
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、３相毎に少なくとも２系統の第１コイルグループ及び第２コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を含む電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、
前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、
前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、
第１放熱部と、第２放熱部と、を有し、前記第１放熱部と前記第２放熱部との間に空間があるヒートシンクと、を備え、
前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置され、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように配置され、
前記第１実装面の裏面は、前記第１放熱部の径方向外側に取り付けられ、
前記第２実装面の裏面は、前記第２放熱部の径方向外側に取り付けられ、
前記第３実装面の裏面は、前記空間に露出する、電動駆動装置。
【請求項2】
前記第１パワー基板は、前記第２パワー基板と前記シャフトの軸方向の延長線を挟む位置に配置されている請求項１に記載の電動駆動装置。
【請求項3】
前記制御基板の実装面は、前記第１パワー基板の実装面及び前記第２パワー基板の実装面が配置される平面とは異なる請求項２に記載の電動駆動装置。
【請求項4】
前記制御基板の入出力信号を伝送する信号伝送配線と、電力を伝送する電力配線とを束ねるコネクタを備え、
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板は、前記シャフトの軸方向において、前記コネクタ寄りの部分に立設し、前記電力配線と接続する電源端子片と、
前記シャフトの軸方向において、前記センサ基板寄りの部分に立設し、前記第１コイルグループ又は前記第２コイルグループのコイル配線と接続するモータ接続端子片と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板は、前記シャフトの軸方向において、前記コネクタ寄りの部分に立設し、前記電力配線と接続する電源端子片と、
前記シャフトの軸方向において、前記センサ基板寄りの部分に立設し、前記第１コイルグループ又は前記第２コイルグループのコイル配線と接続するモータ接続端子片と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項5】
前記電源端子片は、良導体の板材であり、
前記モータ接続端子片は、良導体の板材であり、
前記電源端子片の板材の１面が軸方向から視認可能であり、
前記モータ接続端子片の板材の１面が径方向の接線の向きから視認可能である請求項４に記載の電動駆動装置。
前記モータ接続端子片は、良導体の板材であり、
前記電源端子片の板材の１面が軸方向から視認可能であり、
前記モータ接続端子片の板材の１面が径方向の接線の向きから視認可能である請求項４に記載の電動駆動装置。
【請求項6】
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、３相毎に少なくとも２系統の第１コイルグループ及び第２コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を含む電動モータと、
前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、基板組立体と、を備え、
前記基板組立体は、
ヒートシンクと、
前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、
前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、
前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、を備え、
前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置されるように、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、かつ前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように、前記センサ基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、
前記基板組立体が前記電動モータの反負荷側に固定され、
前記第１パワー基板は、前記第２パワー基板と前記シャフトの軸方向の延長線を挟む位置に配置され、
前記ヒートシンクは、第１放熱アーム部と、第２放熱アーム部と、前記第１放熱アーム部と前記第２放熱アーム部とを連結する連結部とを備え、Ｕ字状であり、
前記第１実装面の裏面は、前記第１放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、
前記第２実装面の裏面は、前記第２放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、
前記第１放熱アーム部の径方向内側と、前記第２放熱アーム部の径方向内側との間には、空間がある
電動駆動装置。
前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、基板組立体と、を備え、
前記基板組立体は、
ヒートシンクと、
前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、
前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、
前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、
前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、を備え、
前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置されるように、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、かつ前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように、前記センサ基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、
前記基板組立体が前記電動モータの反負荷側に固定され、
前記第１パワー基板は、前記第２パワー基板と前記シャフトの軸方向の延長線を挟む位置に配置され、
前記ヒートシンクは、第１放熱アーム部と、第２放熱アーム部と、前記第１放熱アーム部と前記第２放熱アーム部とを連結する連結部とを備え、Ｕ字状であり、
前記第１実装面の裏面は、前記第１放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、
前記第２実装面の裏面は、前記第２放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、
前記第１放熱アーム部の径方向内側と、前記第２放熱アーム部の径方向内側との間には、空間がある
電動駆動装置。
【請求項7】
前記制御基板は、前記第１放熱アーム部及び前記第２放熱アーム部に跨がるように、前記ヒートシンクに取り付けられている請求項６に記載の電動駆動装置。
【請求項8】
前記シャフトの軸方向において、前記センサ基板寄りの部分に立設し、前記第１コイルグループ又は前記第２コイルグループのコイル配線と接続するモータ接続端子片を備え、前記コイル配線は、前記ヒートシンクよりも前記シャフトの径方向外側に配置されている請求項６または７に記載の電動駆動装置。
【請求項9】
前記第１実装面又は前記第２実装面の電子部品には、スイッチング素子と、平滑コンデンサとを含む請求項１から８のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか１項に記載の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電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動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。
【背景技術】
【0002】
電動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、電動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、モータ軸の大型化を抑制することができるモータユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６−１６３４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のヒートシンクの内部には、電動モータのシャフトを通す貫通孔があり、制御基板の電子部品がシャフトの軸方向に沿って配置されている。このような構造をとることで、シャフトの反負荷側端部に取り付けられた磁石と対向する磁気センサを有するセンサ基板が、制御基板よりも電動モータよりも遠い側に配置される。
【0005】
電動モータにとっては、シャフトが振れ回りを抑制した状態で取り付けられることが重要であることから、ヒートシンクで電動モータのシャフトを保護した後で、センサ基板や制御基板がヒートシンクの周りに取り付けられる。このため、取り付け作業の効率向上には、限界がある。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、組み立て作業の効率が向上する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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、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、３相毎に少なくとも２系統の第１コイルグループ及び第２コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を含む電動モータと、前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、前記電子制御装置は、前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、を備え、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置され、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように配置されている。
【0008】
これにより、センサ基板が電動モータ寄りに配置されるので、シャフトを短くすることができる。このため、シャフトの保護を考慮することなく、作業手順を定めることができるので、作業効率が向上する。
【0009】
望ましい態様として、前記第１パワー基板は、前記第２パワー基板と前記シャフトの軸方向の延長線を挟む位置に配置されている。これにより、第１パワー基板及び第２パワー基板の両方が動作している場合は、内部空間において発熱分布の偏りが緩和される。
【0010】
望ましい態様として、前記制御基板の実装面は、前記第１パワー基板の実装面及び前記第２パワー基板の実装面が配置される平面とは異なる。これにより、電子制御装置の容積を抑制することができる。
【0011】
望ましい態様として、前記制御基板の入出力信号を伝送する信号伝送配線と、電力を伝送する電力配線とを束ねるコネクタを備え、前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板は、前記シャフトの軸方向において、前記コネクタ寄りの部分に立設し、前記電力配線と接続する電源端子片と、前記シャフトの軸方向において、前記センサ基板寄りの部分に立設し、前記第１コイルグループ又は前記第２コイルグループのコイル配線と接続するモータ接続端子片と、を備える。これにより、電源端子片が電力配線と接続し、モータ接続端子片がコイル配線と接続する。これにより、組立作業の効率が向上する。
【0012】
望ましい態様として、前記電源端子片は、良導体の板材であり、前記モータ接続端子片は、良導体の板材であり、前記電源端子片の板材の１面が軸方向から視認可能であり、前記モータ接続端子片の板材の１面が径方向の接線の向きから視認可能である。これにより、組立作業の効率が向上する。
【0013】
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、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、３相毎に少なくとも２系統の第１コイルグループ及び第２コイルグループとに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を含む電動モータと、前記電動モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側に設けられた電子制御装置と、を備え、前記電子制御装置は、前記シャフトの反負荷側の端部の磁石と、基板組立体と、を備え、前記基板組立体は、ヒートシンクと、前記シャフトの反負荷側であって、前記シャフトの軸方向の延長線上に配置され、前記磁石の回転を検出する磁気センサを実装するセンサ基板と、前記第１コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第１実装面に実装する第１パワー基板と、前記第２コイルグループへ電流を供給する複数の電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第２実装面に実装する第２パワー基板と、前記第１パワー基板及び前記第２パワー基板の少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品を、前記シャフトの径方向外側の第３実装面に実装する制御基板と、を備え、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記シャフトの軸方向の延長線の周りに配置されるように、前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、かつ前記第１パワー基板、前記第２パワー基板及び前記制御基板と、前記電動モータとは軸方向において前記センサ基板を挟むように、前記センサ基板が前記ヒートシンクに組み付けられ、前記基板組立体が前記電動モータの反負荷側に固定される。
【0014】
これにより、予め組み立てられた基板組立体を電動モータの反負荷側に固定することで、第１パワー基板、第２パワー基板、制御基板及びセンサ基板が電動モータに取り付けられる。このため、取り付け作業の効率が向上する。
【0015】
望ましい態様として、前記第１パワー基板は、前記第２パワー基板と前記シャフトの軸方向の延長線を挟む位置に配置され、前記ヒートシンクは、第１放熱アーム部と、第２放熱アーム部と、前記第１放熱アーム部と前記第２放熱アーム部とを連結する連結部とを備え、Ｕ字状であり、前記第１実装面の裏面は、前記第１放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、前記第２実装面の裏面は、前記第２放熱アーム部の径方向外側に取り付けられ、前記第１放熱アーム部の径方向内側と、前記第２放熱アーム部の径方向内側との間には、空間がある。これにより、第１パワー基板と、第２パワー基板との動作割合が異なる場合でも、第１放熱アーム部に伝達される熱と、第２放熱アーム部に伝達される熱とがそれぞれ空間で分けられ、放熱することができる。
【0016】
望ましい態様として、前記制御基板は、前記第１放熱アーム部及び前記第２放熱アーム部に跨がるように、前記ヒートシンクに取り付けられている。これにより、制御基板には、第１放熱アーム部と第２放熱アーム部の熱が伝達しにくくなる。
【0017】
望ましい態様として、前記シャフトの軸方向において、前記センサ基板寄りの部分に立設し、前記第１コイルグループ又は前記第２コイルグループのコイル配線と接続するモータ接続端子片を備え、前記コイル配線は、前記ヒートシンクよりも前記シャフトの径方向外側に配置されている。これにより、ヒートシンクは、コイル配線の磁界の影響を抑制できる。
【0018】
望ましい態様として、前記第１実装面又は前記第２実装面の電子部品には、スイッチング素子と、平滑コンデンサとを含む。このような態様であっても、発熱の影響が抑制される。
【0019】
一態様に係る電動パワーステアリング装置は、上述した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、電動パワーステアリング装置は、組み立て作業の効率が向上する。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、組み立て作業の効率が向上する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。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0023】
本発明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発明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。
【0024】
（電動パワーステアリング装置）図１は、本実施形態の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、本実施形態の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。
【0025】
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、電動モータ３０と、電動モータ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。
【0026】
電動駆動装置１は、電動モータ３０と電動モータ３０のシャフト３１の反負荷側に固定したＥＣＵ１０とを備える。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
電動モータ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。電動モータ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。
【0031】
ＥＣＵ１０は、回転角度センサ２３ａを備える。回転角度センサ２３ａは、電動モータ３０の回転位相を検出する。ＥＣＵ１０は、回転角度センサ２３ａから電動モータ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、電流を電動モータ３０に供給する。
【0032】
減速装置７５は、電動モータ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。
【0033】
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。電動モータ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。
【0034】
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、電動モータ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電動モータ３０の動作を制御する。電動モータ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。
【0035】
図３は、本実施形態のＥＣＵの配置例を示す模式図である。図３に示すように、ＥＣＵ１０及び電動モータ３０を備える電動駆動装置１は、第１ラックアンドピニオン機構９９及び第２ラックアンドピニオン機構７０近傍に配置されている。このように、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。
【0036】
図４は、本実施形態の電動モータの断面を模式的に示す断面図である。図５は、本実施形態の電動モータの配線を示す模式図である。電動モータ３０は、図４に示すように、ハウジング９３０と、ステータコア９３１を有するステータと、ロータ９３２と、を備える。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。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。
【0037】
図４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。本実施形態の第１コイル系統は、第１パワー基板２５Ａのインバータ回路２５１（図６参照）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。
【0038】
図４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パワー基板２５Ｂのインバータ回路２５１（図６参照）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。
【0039】
図５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。
【0040】
図５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。
【0041】
図４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。
【0042】
図４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。
【0043】
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４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。
【0044】
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４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。
【0045】
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４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。
【0046】
図６は、本実施形態の電動モータとＥＣＵとの関係を示す模式図である。図６に示すように、ＥＣＵ１０は、制御演算部２４１と、モータ回転角検出回路２３と、モータ回転数演算部２２と、ゲート駆動回路２４２と、遮断駆動回路２４３と、インバータ回路２５１と、を備えている。
【0047】
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２２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には、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。
【0048】
電動モータ３０は、図６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２２に供給される。モータ回転数演算部２２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。
【0049】
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ＳＶと、モータ回転数演算部２２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ＳＶ及びモータ電気角θｍに基づいて電流指令値を算出し、ゲート駆動回路２４２に出力する。
【0050】
ゲート駆動回路２４２は、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パワー基板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。
【0051】
ゲート駆動回路２４２は、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パワー基板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。
【0052】
インバータ回路２５１には、例えば、スイッチング素子２５２と平滑用コンデンサ２５３とを有している。スイッチング素子２５２としては、例えば、電界効果トランジスタである。平滑用コンデンサ２５３としては、例えば、電解コンデンサが用いられている。
【0053】
図６に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、電動モータ３０の各相の電流値を検出するための電流検出回路２５４を備える。例えば、電流検出回路２５４は、シャント抵抗を備える。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、電動モータ３０の各相の電流値を検出するように接続してもよい。
【0054】
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へ流れる電流とは、制御演算部２４１にそれぞれ独立して制御される。
【0055】
制御演算部２４１には、操舵トルク信号Ｔ、車速信号ＳＶといった制御基板２４への入出力信号を伝送する信号伝送配線がコネクタＣＮＴを介して入力される。第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂの少なくとも１つには、コネクタＣＮＴを介して電源装置８３から電力を伝送する電力配線ＰＷが接続される。本実施形態において、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂには、コネクタＣＮＴを介して電源装置８３からの電力配線ＰＷが接続される。
【0056】
図７は、本実施形態のＥＣＵの分解斜視図である。図８Ａは、本実施形態の基板組立体の正面図である。図８Ｂは、本実施形態の基板組立体の左側面図である。図８Ｃは、本実施形態の基板組立体の右側面図である。図８Ｄは、本実施形態の基板組立体の平面図である。図８Ｅは、本実施形態の基板組立体の底面図である。図８Ｆは、本実施形態の基板組立体の背面図である。図９は、本実施形態の基板組立体の分解斜視図である。
【0057】
図７に示すように、ＥＣＵ１０は、基板組立体２００と、カバー２１０とを備える。カバー２１０は、金属製又は樹脂製である。図９に示すように、基板組立体２００は、ヒートシンク４０の５面に対し、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂと、制御基板２４と、センサ基板２１と、コネクタＣＮＴとが取り付けられている。
【0058】
第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂと、制御基板２４と、センサ基板２１とは、樹脂等で形成されたプリント基板である。第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂとは、放熱性の高いアルミニウム、銅などの金属板の上に、樹脂層を積層し、樹脂層内に回路を形成した金属基板としてもよい。第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂとが金属基板である場合、ヒートシンク４０への熱の伝導率が向上する。
【0060】
図８Ｂに示すように、第１パワー基板２５Ａは、図６に示すインバータ回路２５１、電流検出回路２５４及び電流遮断回路２５５を構成する電子部品２５６と、電源端子片２７１、２７２と、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３と、リード端子２５７を備える。電源端子片２７１、２７２は、第１パワー基板２５Ａの実装面に対して立設している。モータ接続端子片２６１、２６２、２６３は、第１パワー基板２５Ａの実装面に対して立設している。
【0061】
図８Ｃに示すように、第２パワー基板２５Ｂは、図６に示すインバータ回路２５１、電流検出回路２５４及び電流遮断回路２５５を構成する電子部品２５６と、電源端子片２７１、２７２と、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３と、リード端子２５７を備える。電源端子片２７１、２７２は、第２パワー基板２５Ｂの実装面に対して立設している。モータ接続端子片２６１、２６２、２６３は、第２パワー基板２５Ｂの実装面に対して立設している。
【0062】
電源端子片２７１、２７２は、銅又はアルミニウムなどの良導体の板材である。モータ接続端子片２６１、２６２、２６３は、銅又はアルミニウムなどの良導体の板材である。図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、電源端子片２７１、２７２の板材の面は、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３の板材の面とは、異なる向きを向いている。電源端子片２７１、２７２の板材の面と垂直な方向が、軸方向Ａｘの方向に向くことが望ましく、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３の板材の面と垂直な方向が、軸方向Ａｘの方向と垂直な仮想面において１つの径方向の接線の向きに向くことが望ましい。
【0063】
図８Ｅに示すように、センサ基板２１は、回転角度センサ２３ａを備えている。センサ基板２１は、回転角度センサ２３ａの実装面の裏面に、リード端子２５７を備えている。
【0064】
図７に示すように、コネクタＣＮＴは、電源端子Ｔｄｃ、Ｔｇｎｄを有している。電源端子Ｔｄｃは、電源装置８３の電源電圧Ｖｄｃを供給する金属製端子である。電源端子Ｔｇｎｄは、電源装置８３の負電源電圧（例えば、グランドなどの基準電圧）を供給する金属製端子である。
【0065】
電源端子Ｔｄｃは、第１パワー基板２５Ａの電源端子片２７２（図８Ｂ参照）に押し当てられ、抵抗溶接又はレーザ溶接されている。これにより、電源端子Ｔｄｃの１つの面と、第１パワー基板２５Ａの電源端子片２７２の１つの面とが面接触している。
【0066】
電源端子Ｔｇｎｄは、第１パワー基板２５Ａの電源端子片２７１（図８Ｂ参照）に押し当てられ、抵抗溶接又はレーザ溶接されている。これにより、電源端子Ｔｇｎｄの１つの面と、第１パワー基板２５Ａの電源端子片２７１の１つの面とが面接触している。
【0067】
電源端子Ｔｄｃ、Ｔｇｎｄは、コネクタＣＮＴの第２パワー基板２５Ｂ側にもある。第２パワー基板２５Ｂ側の電源端子Ｔｄｃは、第２パワー基板２５Ｂの電源端子片２７２（図８Ｃ参照）に押し当てられ、抵抗溶接又はレーザ溶接されている。第２パワー基板２５Ｂ側の電源端子Ｔｇｎｄは、第２パワー基板２５Ｂの電源端子片２７１（図８Ｃ参照）に押し当てられ、抵抗溶接又はレーザ溶接されている。
【0068】
図１０Ａは、本実施形態のヒートシンクの正面図である。図１０Ｂは、本実施形態のヒートシンクの左側面図である。図１０Ｃは、本実施形態のヒートシンクの右側面図である。図１０Ｄは、本実施形態のヒートシンクの平面図である。図１０Ｅは、本実施形態のヒートシンクの底面図である。図１０Ｆは、本実施形態のヒートシンクの背面図である。
【0069】
図９及び図１０Ａから図１０Ｆに示すように、ヒートシンク４０は、第１放熱アーム部４１と、第２放熱アーム部４２と、第１放熱アーム部４１と第２放熱アーム部４２とを連結する連結部４３とを備え、Ｕ字状である。図１０Ａに示すように、第１放熱アーム部４１と、第２放熱アーム部４２とは、連結部４３により距離を開けて配置されている。このため、第１放熱アーム部４１と、第２放熱アーム部４２との間には、開口部４４ができる。
【0070】
図８Ｆに示すように、コネクタＣＮＴは、チョークコイル４９を備えている。チョークコイル４９は、上述した電源装置８３からの電力配線ＰＷの高周波成分を除去する。チョークコイル４９は、開口部４４の空間に配置される。チョークコイル４９と、回転角度センサ２３ａ（図８Ｅ参照）との間には、連結部４３がある。連結部４３がチョークコイル４９のノイズを回転角度センサ２３ａへ伝達しないように、連結部４３がチョークコイル４９のノイズを遮蔽できる。
【0071】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１放熱アーム部４１は、図７に示す軸方向Ａｘの径方向外側に配置される第１面４１ａと、図７に示す軸方向Ａｘの径方向内側であって、開口部４４に面している第２面４１ｂと、第１面４１ａと第２面４１ｂとをつなぐ側面となる第３面４１ｃ、第４面４１ｄ及び第５面４１ｆと、第５面４１ｆとは反対側の第６面４１ｅとを備える。
【0072】
図９に示すように、第１パワー基板２５Ａの実装面の裏面は、ヒートシンク４０の第１放熱アーム部４１にネジなどで固定される。これにより、第１パワー基板２５Ａの実装面の裏面は、図１０Ｂに示す第１放熱アーム部４１の第１面４１ａに、直接又は放熱材を介して接している。放熱材は、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。
【0073】
図１０Ａ及び図１０Ｃに示すように、第２放熱アーム部４２は、図７に示す軸方向Ａｘの径方向外側に配置される第１面４２ａと、図７に示す軸方向Ａｘの径方向内側であって、開口部４４に面している第２面４２ｂと、第１面４２ａと第２面４２ｂとをつなぐ側面となる第３面４２ｃ、第４面４２ｄ及び第５面４２ｆと、第５面４２ｆとは反対側の第６面４２ｅとを備える。
【0074】
図９に示すように、第２パワー基板２５Ｂの実装面の裏面は、ヒートシンク４０の第２放熱アーム部４２にネジなどで固定される。これにより、第２パワー基板２５Ｂの実装面の裏面は、図１０Ｃに示す第２放熱アーム部４２の第１面４２ａに、直接又は上述した放熱材を介して接している。
【0075】
図９に示すように、制御基板２４は、第１放熱アーム部４１及び第２放熱アーム部４２に跨がるように、ヒートシンク４０の正面にネジなどで固定される。これにより、制御基板２４は、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂが固定される面と交差する面に固定される。このように、制御基板２４の実装面は、第１パワー基板２５Ａの実装面及び第２パワー基板２５Ｂの実装面が配置される平面とは異なる。これにより、ＥＣＵ１０の容積を小さくすることができる。
【0076】
図９及び図１０Ａに示すように、第１放熱アーム部４１の第３面４１ｃと、第２放熱アーム部４２の第３面４２ｃとには、段差が設けられ、凹部がある。これにより、図１０Ａにおいて、制御基板２４は、第１放熱アーム部４１の第３面４１ｃの一部と、第２放熱アーム部４２の第３面４２ｃの一部とに開口部４４の空間が介在するように固定されている。また、ヒートシンク４０は、Ｕ字状であるので、制御基板２４の裏面は、ヒートシンク４０の開口部４４に露出する。これにより、制御基板２４には、第１放熱アーム部４１と第２放熱アーム部４２の熱が伝達しにくくなっている。
【0077】
コネクタＣＮＴは、第１放熱アーム部４１及び第２放熱アーム部４２に跨がるように、ヒートシンク４０に固定される。コネクタＣＮＴは、第１放熱アーム部４１の第５面４１ｆと、第２放熱アーム部４２の第５面４２ｆとに固定されている。ヒートシンク４０は、Ｕ字状であるので、コネクタＣＮＴは、連結部４３と対向する。
【0078】
図１０Ｅに示すように、ヒートシンク４０は、支持部４６及び支持部４７を備える。支持部４６には、軸方向Ａｘに貫通する締結孔４３Ｈ１を備える。支持部４７には、軸方向Ａｘに貫通する締結孔４３Ｈ２を備える。図７及び図１０Ｅを参照して説明すると、締結孔４３Ｈ１と、電動モータ３０の反負荷側の締結孔３１４とは重なり合い、ボルトが挿通されることで、ヒートシンク４０と電動モータ３０とが締結される。締結孔４３Ｈ２と、電動モータ３０の反負荷側の締結孔３１５とは重なり合い、ボルトが挿通されることで、ヒートシンク４０と電動モータ３０とが締結される。
【0079】
図１０Ｂ、図１０Ｃ及び図１０Ｆに示すように、第１放熱アーム部４１の第４面４１ｄ及び第２放熱アーム部４２の第４面４２ｄの位置には、軸方向Ａｘに延びて、ざぐり加工により凹んだ凹部４２１（図１０Ｄ参照）が設けられている。図１０Ｄに示すように、凹部４２１を通してみると、締結孔４３Ｈ１が露出する。これにより、ドライバーが凹部４２１に挿入可能になる。その結果、凹部４２１には、締結孔４３Ｈ１に挿入されるボルトが配置される。カバー２１０の容積を最大限利用できるようにして放熱効率を向上させても、電動モータ３０に固定できるようになる。
【0080】
図１０Ｅに示すように、連結部４３は、センサ基板２１の取り付け面に、凹部４３Ｈを備える。連結部４３は、凹部４３Ｈの周りにセンサ基板支持部４５を備えている。図８Ｅに示すように、センサ基板２１は、センサ基板支持部４５（図１０Ｅ参照）にネジなどで固定されている。センサ基板２１は、ヒートシンク４０の凹部４３Ｈ内に格納されており、連結部４３に囲われている。センサ基板２１は、凹部４３Ｈにより、連結部４３との間に、空間が介在するように固定されている。これにより、センサ基板２１には、第１放熱アーム部４１と第２放熱アーム部４２の熱が伝達しにくくなっている。
【0081】
図１１は、本実施形態のシャフト、磁石、回転角度センサの位置関係を説明するための説明図である。図１１及び図７に示すように、磁石３２は、シャフト３１の反負荷側端部に固定されている。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。
【0082】
センサ基板２１は、シャフト３１の反負荷側であって、軸方向Ａｘの延長線上に配置されている。センサ基板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、センサ基板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。
【0083】
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。
【0084】
図１２は、本実施形態のモータ接続端子とコイル配線との接続を説明するための説明図である。図７に示すように、電動モータ３０には、反負荷側に突出するコイル配線３２１、３２２、３２３がある。コイル配線３２１、３２２、３２３は、銅線又はアルミニウム線であって、いわゆる板状の平角線である。モータ接続端子片２６１、２６２、２６３の平面は、コイル配線３２１、３２２、３２３の平面と対向し、平面同士が接するように押し当てられ、抵抗溶接又はレーザ溶接されている。
【0085】
図１３は、本実施形態の第１パワー基板と制御基板との接続を説明するための説明図である。図１３に示すように、制御基板２４と第１パワー基板２５Ａとの電気的な接続部Ｑにおいて、リード端子２５７がリード挿入孔２４８に挿入され、半田などの金属ペーストで接合されている。接続部Ｑは、リード端子２５７の外周が弾性変形可能なように撓ませ、リード挿入孔２４８の内壁面の導体と接続できる、いわゆるプレスフィットと呼ばれる、ソルダーレスの電気的な接続であってもよい。制御基板２４と第２パワー基板２５Ｂとの電気的な接続部も上述した接続部Ｑと同じ構造（以下、接続部Ｑという。）である。また、制御基板２４とセンサ基板２１との電気的な接続部も上述した接続部Ｑと同じ構造（以下、接続部Ｑという。）である。
【0086】
図７に示すように、電源装置８３の電源電圧は、電源端子Ｔｄｃ、Ｔｇｎｄを介して、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂに供給されている。図６に示すように、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂの少なくとも１つに供給された電源装置８３の電源電圧が、上述した接続部Ｑを介して、制御基板２４に供給されている。同様に、制御基板２４に供給された電源装置８３の電源電圧が、接続部Ｑを介して、センサ基板２１に供給される。
【0087】
上述したように、図３に示す電動駆動装置１は、第１ラックアンドピニオン機構９９及び第２ラックアンドピニオン機構７０近傍に配置されている。このため、ＥＣＵ１０と電動モータ３０との内部に、水分、塵ができるだけ入らないように、ＥＣＵ１０と電動モータ３０との接合部分は、封止部材を介して封止する。また、コネクタＣＮＴと、カバー本体２１１との間も防水性及び防塵性を高めるため、密閉構造を有している。
【0088】
図１４は、本実施形態のコネクタの固定について説明するための説明図である。図１５は、本実施形態のコネクタの密閉構造を説明するための説明図である。図７及び図１４に示すように、カバー２１０は、円筒のカバー本体２１１の正面に、コネクタＣＮＴを露出させる貫通孔２１２を有している。貫通孔２１２の内壁２１９は、図１５に示すように、カバー２１０の内側（軸方向Ａｘの電動モータ３０側）に突出する突起部２２１を備えている。コネクタＣＮＴの外径側には、張り出し底部２３３と、張り出し底部２３３の径方向外側をカバー２１０の外側（軸方向Ａｘの電動モータ３０とは反対側）に屈曲させた堰部２３２を備える。張り出し底部２３３と、堰部２３２と、コネクタＣＮＴ本体との間には、凹状の貯留部２３１ができ、貯留部２３１に、突起部２２１の端部が挿入されている。
【0089】
貯留部２３１に封止材が充填されると、貯留部２３１と、突起部２２１との間が封止され、カバー本体２１１と、コネクタＣＮＴとの間には、密閉構造ができあがる。封止材は、ガスケット、接着剤、ゴムなどの弾性部材のＯリングであってもよい。
【0090】
図７に示すように、カバー２１０には、カバー本体２１１の取り付け部に設けられた締結孔２１３を有している。電動モータ３０は、カバー２１０を固定する締結孔３１３を備えている。カバー２１０と、電動モータ３０とは、締結孔２１３と締結孔３１３とに挿通するボルトで固定される。カバー本体２１１の外径は、電動モータ３０の外径とほぼ直径が同じである。これにより、電動駆動装置１は、外側の他の部品との干渉が抑制された状態で、取り付けることができる（図３参照）。締結孔２１３と締結孔３１３とは、周方向に３カ所、等分配置されているので、ボルトで固定されると振動などが加わっても緩みにくい。
【0091】
図１６は、本実施形態の変形例に係るＥＣＵの分解斜視図である。図１６に示す電動駆動装置１において、図７に示す電動駆動装置１と同じ構成は、上述した構成と同じ符号を付して詳細な省略する。図１６に示す電動駆動装置１は、図７に示す電動駆動装置１の構成に加え、多孔質材料で通気を保ちつつ、防水性及び防塵性を高める内部圧力調整部２１８を備える。ところで、温度上昇など外部環境に起因して、カバー本体２１１が囲む内部空間の内部圧力が変化することがある。この場合でも、内部空間が内部圧力調整部２１８を介して外部との間に通気されているので、カバー本体２１１が囲む内部空間の内部圧力の変化が時間経過とともに抑制される。その結果、カバー本体２１１の破損、カバー本体２１１と、電動モータ３０との接合部分の損傷が抑制され、電動駆動装置１の耐久性が向上する。
【0092】
以上説明したように、電動駆動装置１は、電動モータ３０と、電動モータ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、を備える。ＥＣＵ１０は、シャフト３１の反負荷側の端部の磁石３２と、回転角度センサ２３ａを実装するセンサ基板２１と、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂと、制御基板２４とを備える。ここで、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。
【0093】
第１パワー基板２５Ａは、第１コイルグループＧｒ１へ電流を供給する複数の電子部品２５６を、シャフト３１の径方向外側の実装面に実装する。第２パワー基板２５Ｂは、第２コイルグループＧｒ２へ電流を供給する複数の電子部品２５６を、シャフト３１の径方向外側の実装面に実装する。制御基板２４は、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂの少なくとも１つが供給する電流を制御する電子部品２４５を、シャフト３１の径方向外側の実装面に実装する。
【0094】
第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ及び制御基板２４が、シャフト３１の軸方向の延長線の周りに配置されている。そして、第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ及び制御基板２４と、電動モータ３０がセンサ基板２１を挟むように配置されている。
【0095】
この構造によれば、センサ基板２１が電動モータ３０寄りに配置されるので、シャフト３１を短くすることができる。これにより、シャフト３１の振れ回りが抑制され、電動モータ３０の振動が抑制される。また、シャフト３１の振れ回りが抑制されることで、回転角度センサ２３ａの回転角度の検出精度が向上する。そして、シャフト３１の保護を考慮することなく、作業手順を定めることができるので、作業効率が向上する。
【0096】
本実施形態の電動駆動装置１において、ＥＣＵ１０は、シャフト３１の反負荷側の端部の磁石３２と、基板組立体２００とを備える。基板組立体２００は、ヒートシンク４０と、センサ基板２１と、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂと、制御基板２４とを備える。
【0097】
基板組立体２００は、第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ及び制御基板２４がシャフト３１の軸方向Ａｘの延長線の周りに配置されるように、第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ及び制御基板２４がヒートシンク４０に組み付けられる。第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ及び制御基板２４は、電動モータ３０との間に、軸方向Ａｘにおいてセンサ基板２１を挟むように、センサ基板２１がヒートシンク４０に組み付けられる。そして、基板組立体２００が電動モータ３０の反負荷側に固定される。
【0098】
この構造によれば、予め組み立てられた基板組立体２００を電動モータ３０の反負荷側に固定することで、第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂ、制御基板２４及びセンサ基板２１が電動モータ３０に取り付けられる。このため、取り付け作業の効率が向上する。
【0099】
第１パワー基板２５Ａ、第２パワー基板２５Ｂには、それぞれ、シャフト３１の軸方向Ａｘにおいて、コネクタＣＮＴ寄りの部分に立設する電源端子片２７１、２７２と、センサ基板２１寄りの部分に立設するモータ接続端子片２６１、２６２、２６３とがある。基板組立体２００に、コネクタＣＮＴが取り付けられることで、電源端子片２７１、２７２は、電力配線ＰＷと接続する。電動モータ３０の反負荷側に、基板組立体２００を固定することで、容易に、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３が、コイル配線３２１、３２２、３２３と接続する。
【0100】
電源端子片２７１、２７２と、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３とは、良導体の板材であって、電源端子片２７１、２７２の板材の１面が軸方向Ａｘから視認でき、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３の板材の１面が径方向の接線の向きから視認可能である。この構造により、コネクタＣＮＴを軸方向に取り付けることで、電源端子片２７１、２７２が容易に電力配線ＰＷと接続することができる。また、電動モータ３０の反負荷側の、基板組立体２００を軸方向Ａｘに当接し、基板組立体２００を軸方向Ａｘ周りに少し回転することで、モータ接続端子片２６１、２６２、２６３が、コイル配線３２１、３２２、３２３と、面同士で容易に接触できる。これにより、組立作業の効率が向上する。
【0101】
図７に示すように、電動モータ３０の反負荷側に、位置決め用の突起となる位置決めボス３３０がある。位置決めボス３３０は、基板組立体２００の位置を規制する。
【0102】
図８Ｅ及び、図１０Ｅに示すように、ヒートシンク４０の連結部４３には、位置決めボス３３０に対応する位置に、凹部４３Ｈ３を備える。位置決めボス３３０と、凹部４３Ｈ３とが嵌め合い、電動モータ３０に対する基板組立体２００の位置が規制される。
【0103】
図７又は図１６に示すように、電動モータ３０の反負荷側に、基板組立体２００を固定した後、基板組立体２００の全体を覆うカバー２１０を電動モータ３０の反負荷側に固定する。これにより、貫通孔２１２をコネクタＣＮＴの一部が貫通し、上述したように、カバー本体２１１と、コネクタＣＮＴとの間には、容易に密閉構造ができあがる。
【0104】
図７及び図１６に示すように、コイル配線３２１、３２２、３２３は、ヒートシンク４０よりも径方向外側に配置されている。これにより、コイル配線３２１、３２２、３２３がセンサ基板２１よりも径方向外側に配置されるので、ヒートシンク４０により、コイル配線３２１、３２２、３２３の磁界の影響が抑制される。
【0105】
第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂは、それぞれインバータ回路２５１が動作すると、発熱する。図７に示すように、第１パワー基板２５Ａは、第２パワー基板２５Ｂと、シャフト３１の軸方向Ａｘの延長線を挟む位置に配置されている。これにより、第１パワー基板２５Ａ及び第２パワー基板２５Ｂの両方が動作している場合は、カバー２１０の内部空間において、発熱分布の偏りが緩和される。本実施形態では、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂとは平行である。なお、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂとがシャフト３１の軸方向Ａｘの延長線を挟み、非平行な平面に配置されてもよい。
【0106】
ヒートシンク４０は、第１放熱アーム部４１と、第２放熱アーム部４２と、連結部４３とを備え、Ｕ字状である。第１パワー基板２５Ａの第１実装面の裏面は、第１放熱アーム部４１の径方向外側の第１面４１ａに取り付けられ、第２パワー基板２５Ｂの実装面の裏面は、第２放熱アーム部４２の径方向外側の第１面４２ａに取り付けられる。第１放熱アーム部４１の径方向内側の第２面４１ｂと、第２放熱アーム部４２の径方向内側の第２面４２ｂとの間には、開口部４４の空間がある。この構造によれば、第１パワー基板２５Ａと、第２パワー基板２５Ｂとの動作割合が異なる場合でも、第１放熱アーム部４１に伝達される熱と、第２放熱アーム部４２に伝達される熱とがそれぞれ開口部４４で分けられ、放熱することができる。また、第１放熱アーム部４１の径方向内側の第２面４１ｂと、第２放熱アーム部４２の径方向内側の第２面４２ｂとがあることで、ヒートシンク４０の放熱面積が大きくなり、放熱効率が高まる。
【0107】
例えば、第２パワー基板２５Ｂにおいて、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、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する。制御演算部２４１は、第１パワー基板２５Ａのインバータ回路２５１からのみ、電流を第１コイル３７へ流す。これにより、第１パワー基板２５Ａの発熱が増加し、第２パワー基板２５Ｂの発熱が低下する。この場合でも、第１パワー基板２５Ａから第１放熱アーム部４１に伝達される熱は、効率よく放熱される。第２パワー基板２５Ｂの発熱が増加し、第１パワー基板２５Ａの発熱が低下する場合でも、同様に、第１放熱アーム部４１に伝達される熱と、第２放熱アーム部４２に伝達される熱とがそれぞれ開口部４４で分けられ、放熱することができる。
【0108】
また、電動パワーステアリング装置１００は、電子制御装置（ＥＣＵ１０）と、電子制御装置（ＥＣＵ１０）に制御され補助操舵トルクを生じさせる電動モータ３０と、を備える。これにより、電動パワーステアリング装置１００は、組み立て作業の効率が向上する。
【符号の説明】
【0109】
１ 電動駆動装置１０ ＥＣＵ（電子制御装置）
２１ センサ基板
２２ モータ回転数演算部
２３ モータ回転角検出回路
２３ａ 回転角度センサ
２４ 制御基板
２５Ａ 第１パワー基板
２５Ｂ 第２パワー基板
３０ 電動モータ
３１ シャフト
３２ 磁石
３７ 第１コイル
３８ 第２コイル
４０ ヒートシンク
４１ 第１放熱アーム部
４２ 第２放熱アーム部
４３Ｈ、４３Ｈ３ 凹部
４３Ｈ１、４３Ｈ２ 締結孔
４３ 連結部
４４ 開口部
４５ センサ基板支持部
４６、４７ 支持部
４９ チョークコイル
７０ 第２ラックアンドピニオン機構
７１Ａ 第２ピニオンシャフト
７１Ｂ 第２ピニオンギヤ
７１Ｃ 第２ラック
７２ タイロッド
７５Ａ ウォームシャフト
７５Ｂ ウォームホイール
７５ 減速装置
８２ 車速センサ
８３ 電源装置
８４ イグニッションスイッチ
９１ ステアリングホイール
９２ ステアリングシャフト
９２Ｃ トーションバー
９２Ｂ 出力軸
９２Ａ 入力軸
９４ トルクセンサ
９６ ユニバーサルジョイント
９７Ａ アッパーシャフト
９７ インターミディエイトシャフト
９７Ｂ ロアシャフト
９８ ユニバーサルジョイント
９９ 第１ラックアンドピニオン機構
９９Ａ 第１ピニオンシャフト
９９Ｂ 第１ピニオンギヤ
９９Ｃ ラックシャフト
９９Ｄ 第１ラック
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ 車両
２００ 基板組立体
２１０ カバー
２１１ カバー本体
２１２ 貫通孔
２１３ 締結孔
２１８ 内部圧力調整部
２１９ 内壁
２２１ 突起部
２３１ 貯留部
２３２ 堰部
２３３ 張り出し底部
２４１ 制御演算部
２４２ ゲート駆動回路
２４３ 遮断駆動回路
２４５ 電子部品
２４８ リード挿入孔
２５１ インバータ回路
２５２ スイッチング素子
２５３ 平滑用コンデンサ
２５４ 電流検出回路
２５５ 電流遮断回路
２５６ 電子部品
２５７ リード端子
２６１、２６２、２６３ モータ接続端子片
２７１ 電源端子片
２７２ 電源端子片
３１３ 締結孔
３１４ 締結孔
３１５ 締結孔
３２１、３２２、３２３ コイル配線
４２１ 凹部
９３０ ハウジング
９３１ ステータコア
９３１ｂ ティース
９３１ａ バックヨーク
９３２ｂ マグネット
９３２ ロータ
９３２ａ ロータヨーク
Ａｘ 軸方向
ＣＮＴ コネクタ
Ｇｒ１ 第１コイルグループ
Ｇｒ２ 第２コイルグループ
ＰＷ 電力配線
Ｑ 接続部
ＳＶ 車速信号
Ｔ 操舵トルク信号
Ｔｄｃ 電源端子
Ｔｇｎｄ 電源端子
θｍ モータ電気角