电动驱动装置及电动助力转向装置
阅读：745发布：2021-04-13
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1.一种电动驱动装置，其特征在于，包括：
电机外壳，容纳了驱动机械系统控制要素的电动机；以及电子控制单元，被配置在与所述电动机的旋转轴的输出单元相反侧的所述电机外壳的侧端壁侧，由用于驱动所述电动机的控制电路单元、电源电路单元、电力转换电路单元构成，
在所述电机外壳的所述侧端壁，至少形成电力转换用散热区域并被设置所述电力转换电路单元，所述电力转换电路单元中产生的热通过所述电力转换用散热区域向所述电机外壳散热，并且
所述电力转换电路单元由合成树脂密封的、由朝向所述电动机的所述旋转轴侧形成的旋转轴侧边、朝向所述电动机的三相线圈输入端子侧形成的与所述旋转轴侧边平行的控制输出端子侧边、以及连接所述旋转轴侧边和所述控制输出端子侧边的各自端部的侧边组成的电力转换电路单元构成，
将与所述三相线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子设在所述控制输出端子侧边，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件，沿所述控制输出端子侧边、而且从所述旋转轴侧边和所述控制输出端子侧边之间的中央附近靠近所述控制输出端子侧边配置成锯齿状。
2.如权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于，
所述电力转换电路单元包括：
纵向延伸的接地布线板，具有作为沿所述旋转轴侧边配置的接地线的功能；
纵向延伸的电源布线板，邻接所述接地布线板，具有作为电源线的功能；以及各自分离的3个控制布线板，邻接所述电源布线板，沿所述控制输出端子侧边配置，具有作为控制线的功能，并且形成所述控制输出端子，
构成上臂的3个上臂电源开关元件被配置在所述电源布线板上，并且构成下臂的3个下臂电源开关元件被配置在3个所述控制布线板上，被配置了3个所述上臂电源开关元件、以及与其成对的3个所述下臂电源开关元件的所述控制布线板以第1跳线连接，而且3个所述下臂电源开关元件和所述接地布线板通过第2跳线连接。
3.如权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于，
在所述控制输出端子侧边的方向上观察3个所述上臂电源开关元件和3个所述下臂电源开关元件，各个所述下臂电源开关元件位于各个所述上臂电源开关元件之间，并且所述上臂电源开关元件的列和所述下臂电源开关元件的列隔开规定的距离设为彼此锯齿状配置。
4.如权利要求3所述的电动驱动装置，其特征在于，
所述电源布线板被形成为配置了所述上臂电源开关元件的部分向所述控制布线板侧突出的形状，相反地，所述控制布线板被形成为与之对应的后退的形状，所述控制布线板被形成为配置了所述下臂电源开关元件的部分向所述电源布线板侧突出的形状，相反地，所述电源布线板被形成为与之对应的后退的形状。
5.如权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于，
在所述接地布线板及所述电源布线板的一部分中，形成所述合成树脂流通的树脂流动开口。
6.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：
电动机，基于来自检测转向轴的转动方向和转动扭矩的扭矩传感器的输出，向转向轴给予转向助力；
电机外壳，容纳了所述电动机；以及
电子控制单元，被配置在与所述电动机的旋转轴的输出单元相反侧的所述电机外壳的侧端壁侧，由用于驱动所述电动机的控制电路单元、电源电路单元、电力转换电路单元构成，
在所述电机外壳的所述侧端壁，至少形成电力转换用散热区域并被设置所述电力转换电路单元，所述电力转换电路单元中产生的热通过所述电力转换用散热区域向所述电机外壳散热，
所述电力转换电路单元由合成树脂密封的、由朝向所述电动机的所述旋转轴侧形成的旋转轴侧边、朝向所述电动机的三相线圈输入端子侧形成的与所述旋转轴侧边平行的控制输出端子侧边、以及连接所述旋转轴侧边和所述控制输出端子侧边的各自端部的侧边组成的电力转换电路单元构成，
将与所述三相线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子设在所述控制输出端子侧边，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件沿所述控制输出端子侧边、而且从所述旋转轴侧边和所述控制输出端子侧边之间的中央附近靠近所述控制输出端子侧边，并锯齿状配置。
7.如权利要求6所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述电力转换电路单元包括：
纵向延伸的接地布线板，具有作为沿所述旋转轴侧边配置的接地线的功能；
纵向延伸的电源布线板，邻接所述接地布线板，具有作为电源线的功能；以及各自分离的3个控制布线板，邻接所述电源布线板，被沿所述控制输出端子侧边配置，具有作为控制线的功能并且形成三相的控制输出端子，
构成上臂的3个上臂电源开关元件被配置在所述电源布线板上，并且构成下臂的3个下臂电源开关元件被配置在3个所述控制布线板上，被配置了3个所述上臂电源开关元件、以及与其成对的3个所述下臂电源开关元件的所述控制布线板以第1跳线连接，而且3个所述下臂电源开关元件和所述接地布线板以第2跳线连接。
8.如权利要求7所述的电动助力转向装置，其特征在于，
在所述控制输出端子侧边的方向上观察3个所述上臂电源开关元件和3个所述下臂电源开关元件，各个所述下臂电源开关元件位于各个所述上臂电源开关元件之间，并且所述上臂电源开关元件的列和所述下臂电源开关元件的列被隔开规定的距离设为彼此锯齿状配置。
9.如权利要求8所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述电源布线板被形成为被配置所述上臂电源开关元件的部分向所述控制布线板侧突出的形状，相反地，所述控制布线板被形成为与之对应的后退的形状，所述控制布线板被形成为配置了所述下臂电源开关元件的部分向所述电源布线板侧突出的形状，相反地，所述电源布线板被形成为与之对应的后退的形状。
10.如权利要求7所述的电动助力转向装置，其特征在于，
在所述接地布线板及所述电源布线板的一部分中，形成所述合成树脂流通的树脂流动开口。
电动驱动装置及电动助力转向装置
技术领域
背景技术
[0003] 作为机电一体型的电动驱动装置的例子，例如在汽车的电动助力转向装置中，构成为检测通过驾驶员操作方向盘而转动的转向轴的转动方向和转动扭矩，基于该检测值驱动电动机，使得电动机向与转向轴的转动方向相同的方向转动，产生转向辅助扭矩。为了控制该电动机，电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)被设置在动力转向装置中。
[0004] 作为以往的电动助力转向装置，例如，已知日本特开2013－138610号公报(专利文献1)中记载的装置。在专利文献1中，记载了由电动机单元和电子控制单元构成的电动助力转向装置。而且，电动机单元的电动机容纳在具有由铝合金等制成筒部的电机外壳中，安装了电子控制单元的电子部件的基板被安装在与电机外壳的轴方向的输出轴相反侧上配置的具有作为电机外壳的闭塞盖的功能的散热构件上。
[0005] 在散热构件上安装的基板中，安放电源电路单元、具有驱动控制电动机的MOSFET或IGBT等那样的电源开关元件的电力转换电路单元(电源模块)、以及控制电源开关元件的控制电路单元，电源开关元件的输出端子和电动机的输入端子通过汇流排而被电连接。
[0006] 而且，在散热构件上安装的电子控制单元中，通过由合成树脂制作的连接器盒而从电源供给电力，此外从检测传感器类供给行驶状态等的检测信号。连接器盒具有作为盖体的功能，被固定使得将散热器密闭堵塞，此外通过固定螺丝被固定在散热器的外周表面上。
[0007] 这样，在专利文献1中那样构成的电动助力转向装置中，将控制电路单元、电源电路单元、电力转换电路单元安放在一张电路基板上，为了将来自该电路基板的热散热到外部，设为将电路基板固定在兼做电机外壳的盖构件的散热构件上的结构。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1：日本特开2016－36246号公报
发明内容
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 这种电动助力转向装置被配置在汽车的发动机舱内，所以需要小型地构成。特别是在当前的汽车的发动机舱内，有被设置很多排气对策设备和安全对策设备等的辅机类的趋势。为此，包含电动助力转向装置在内，需要各种辅机类尽可能小型化，特别被要求在径向方向上小型。
[0014] 此外，尽管是与小型化不同的要因，但还被要求将电子控制电路单元双重系统地构成，因此若在一张电路基板中安放构成双重系统的电子控制电路单元，则有电路基板在径向方向上进一步变大的课题。
[0015] 为了应对这样的课题，将电路基板设为两张以上的多个电路基板，在各自的电路基板中安放需要的电子控制电路，若将该电路基板在电机外壳的轴方向上层叠配置，则可以减小径向的形状，所以对小型化来说是有效的方法。
[0016] 可是，构成控制电动机电力的电力转换电路单元这样的电源开关元件的电气部件的发热量较大。因此，需要在满足小型化的要求的同时，还高效率地散热电源开关元件的热。这样，被要求可以将电力转换电路单元小型化，并将电源开关元件的热高效率地散热到外部的电动驱动装置。
[0017] 本发明的目的在于，提供可以将电力转换电路单元小型化，而且可以将电力转换电路单元的热高效率地散热到外部的新的电动驱动装置及电动助力转向装置。
[0018] 用于解决课题的方案
[0019] 本发明的特征在于，由合成树脂密封，形成由朝向电动机的旋转轴侧形成的旋转轴侧边、朝向电动机的三相线圈输入端子侧形成的控制输出端子侧边、以及连接旋转轴侧边和控制输出端子侧边的各自端部的侧边组成的电力转换电路单元，将与三相线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子设在控制输出端子侧边，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件设为沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边锯齿状配置。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，将形成各个相的上下臂的电源开关元件沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边配置，所以可以缩短将形成上下臂的电源开关元件和控制输出端子连接的布线长度，可以将电力转换电路小型化。此外，将形成上下臂的电源开关元件设为锯齿状配置，所以可以增大金属布线板的面积，可以提高相当这部分的散热性能。附图说明
[0022] 图1是作为应用本发明的一例子的转向装置的整体立体图。
[0023] 图2是作为本发明的实施方式的电动助力转向装置的整体立体图。
[0024] 图3是图2所示的电动助力转向装置的分解立体图。
[0025] 图4是图3所示的电机外壳的立体图。
[0026] 图5是将图4所示的电机外壳在轴方向上截断的截面图。
[0027] 图6是表示在图4所示的电机外壳中安放了电力转换电路单元的状态的立体图。
[0028] 图7是表示在图4所示的电机外壳中安放了电源电路单元的状态的立体图。
[0029] 图8是表示在图4所示的电机外壳中安放了控制电路单元的状态的立体图。
[0030] 图9是表示将金属罩固定在图4所示的电机外壳中的状态的立体图。
[0031] 图10是说明构成双重系统的电力转换电路单元的电路结构的电路图。
[0032] 图11是示意地表示双重系统的一方系统的电力转换电路单元的截面的截面图。
[0033] 图12是说明双重系统的一方系统的电力转换电路单元的金属布线板和电源开关元件的配置结构的说明图。
具体实施方式
[0035] 在说明本发明的实施方式之前，使用图1简单地说明作为应用本发明的一例子的转向装置的结构。
[0036] 首先，说明用于将汽车的前轮转向的转向装置。转向装置1如图1所示那样构成。在连接到未图示的方向盘的转向轴2的下端设有未图示的小齿轮，该小齿轮与向车身左右方向上较长的未图示的齿条咬合。在该齿条的两端连接用于将前轮向左右方向转向的拉杆3，齿条被覆盖在齿条外壳4中。而且，在齿条外壳4和拉杆3之间设有橡胶罩5。
[0037] 为了辅助在转动操作方向盘时的扭矩，设有电动助力转向装置6。也就是说，设有检测转向轴2的转动方向和转动扭矩的扭矩传感器7，设有基于扭矩传感器7的检测值，通过齿轮10对齿条给予转向助力的电动机单元8，以及控制在电动机单元8中配置的电动机的电子控制装置(ECU)单元9。电动助力转向装置6的电动机单元8通过未图示的输出轴侧的外周部的3部位的螺栓连接着齿轮10，在与电动机单元8的输出轴的相反侧设有电子控制单元9。
[0038] 在电动助力转向装置6中，若通过方向盘被操作而使转向轴2向任意一个方向被转动操作，则扭矩传感器7检测该转向轴2的转动方向和转动扭矩，控制电路单元基于该检测值运算电动机的驱动操作量。基于该运算出的驱动操作量，通过电力转换电路单元的电源开关元件，电动机被驱动，电动机的输出轴转动转向轴1，使得向与操作方向相同的方向驱动。输出轴的转动从未图示的小齿轮通过齿轮10传递到未图示的齿条，汽车被转向。这些结构、作用已经众所周知，所以省略在此之上的说明。
[0039] 可是，如上述，若将电路基板设为两张以上的多张电路基板，在各自的电路基板中安放需要的电子控制电路，将该电路基板在电机外壳的轴方向上叠层配置，则可以减小径向的形状，所以对于小型化是有效的方法。
[0040] 可是，构成控制电动机电力的电力转换电路单元的电源开关元件那样的电部件发热量较大。因此，需要在满足小型化的要求的同时高效率散热电源开关元件的热。从这样的背景来说，在本实施方式中提出以下那样的结构的电动助力转向装置。
[0041] 即，在本实施方式中，提出结构如下：由合成树脂密封，形成由朝向电动机的旋转轴侧形成的旋转轴侧边、朝向电动机的三相线圈输入端子侧形成的控制输出端子侧边、以及连接旋转轴侧边和控制输出端子侧边的各自端部的侧边组成的电力转换电路单元，将与三相线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子设在控制输出端子侧边，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边而设为锯齿状配置。
[0042] 根据这种结构，将形成各个相的上下臂的电源开关元件沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边配置，所以可以缩短将形成上下臂的电源开关元件和控制输出端子连接的布线长度，可以将电力转换电路小型化。此外，将形成上下臂的电源开关元件设为锯齿状配置，所以可以增大金属布线板的面积，可以提高相当这部分的散热性能。
[0043] 以下，使用图2至图12详细地说明本发明的一实施方式的电动助力转向装置的具体的结构。再有，图2是表示本实施方式的电动助力转向装置的整体性结构的图，图3是将图2所示的电动助力转向装置的结构部件分解并从斜方向观察的图面，图4至图9是表示根据各结构部件的组装顺序组装了各结构部件的状态的图，图10至图12是说明作为本实施方式的特征的具体的结构的图。因此，在以下的说明中，设为一边适当引用各附图一边进行说明。
[0044] 如图2所示，构成电动助力转向装置的电动机单元8由具有铝合金等制作的筒部的电机外壳11以及其内容纳的未图示的电动机构成，电子控制单元9被配置在与电机外壳11的轴方向的输出轴的相反侧，由铝合金等制作的金属罩12以及其内容纳的未图示的电子控制单元构成。
[0045] 电机外壳11和金属罩12通过粘结剂、或焊接、或固定螺栓被一体地固定在其相对的端面上。容纳在金属罩12的内部的容纳空间中的电子控制单元由生成需要的电源的电源电路单元、具有驱动控制电动机单元8的电动机的MOSFET或IGBT等组成的电源开关元件的电力转换电路、控制该电源开关元件的控制电路单元构成，电源开关元件的输出端子和电动机的线圈输入端子通过汇流排被电连接。
[0046] 在金属罩12的端面，连接器端子组装体13通过固定螺栓被固定。连接器端子组装体13中具备电力供给用的连接器端子形成部13A、检测传感器用的连接器端子形成部13B、将控制状态传送到外部设备的控制状态传送用的连接器端子形成部13C。而且，金属罩12中容纳的电子控制单元通过由合成树脂制成的电力供给用的连接器端子形成部13A从电源被供给电力，此外从检测传感器类通过检测传感器用的连接器形成端子部13B被供给行驶状态等的检测信号，当前的电动助力转向装置的控制状态信号通过控制状态传送用的连接器端子形成部13C被传送。
[0047] 图3中表示电动助力转向装置6的分解立体图。在电机外壳11中圆环状的铁制的旁轭(未图示)嵌合在内部，在该旁轭(side yoke)内容纳电动机(未图示)。电动机的输出单元14通过齿轮对齿条给予转向助力。再有，电动机的具体的构造众所周知，所以这里省略说明。
[0048] 电机外壳11由铝合金制作，具有将电动机中产生的热、后述的电源电路单元或电力转换电路单元中产生的热通过散热器自身的热容量进行蓄热，随后释放到外部大气中的散热构件的功能。由电动机和电机外壳11构成电动机单元。
[0049] 电子控制单元EC被安装在电动机单元的输出单元14的相反侧的电机外壳11的侧端壁15上。电子控制单元EC由电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18构成。电机外壳11的侧端壁15与电机外壳11一体地形成，但除此之外，也可以仅将侧端壁15单体地形成，通过螺栓或焊接与电机外壳11成为一体。
[0050] 这里，电力转换电路单元16、电力转换电路单元17、控制电路单元18是构成冗余系统的单元，构成主电子控制单元和副电子控制单元的双重系统。而且，电动机通常由主电子控制单元控制、驱动，但若主电子控制单元中发生异常或故障，则电动机被切换由副电子控制单元控制、驱动。
[0051] 因此，通常来自主电子控制单元的热被传递到电机外壳11，若在主电子控制单元中发生异常或故障，则主电子控制单元停止而副电子控制单元工作，来自副电子控制单元的热被传递到电机外壳11。
[0052] 但除此之外，还有将主电子控制单元和副电子控制单元合并而具有正规的电子控制单元的功能，若一方的电子控制单元发生异常、故障，则由另一方的电子控制单元通过相当一半的能力来控制、驱动电动机的方式。这种情况下，电动机的能力为一半分，但转向功能被确保。再有，即使在不采用冗余系统的情况下，也不妨碍本实施方式。
[0053] 电子控制单元EC由控制电路单元18、电源电路单元17、电力转换电路单元16、连接器端子组装体13构成，向从侧端壁15侧离开的方向，按电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18、连接器端子组装体13的顺序配置。控制电路单元18生成驱动电力转换电路单元16的电源开关元件的控制信号，由微计算机、外围电路等构成。电源电路单元17生成驱动控制电路单元18的电源及电力转换电路单元16的电源，由电容器、线圈、开关元件等构成。电力转换电路单元16调整在电动机的三相的线圈中流动的电力，由构成三相的上下臂的电源开关元件等构成。
[0054] 电子控制单元EC中发热量较多的主要是电力转换电路单元16、电源电路单元17，电力转换电路单元16、电源电路单元17的热由铝合金构成的电机外壳11散热。
[0055] 在控制电路单元18和金属罩12之间，设有由合成树脂构成的连接器端子组装体13，与车辆电池(电源)或将电动助力转向装置的当前的控制状态进行外部的未图示的其他控制装置连接。当然，不用说，该连接器端子组装体13与电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18连接。
[0056] 金属罩12具备容纳电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18并将它们不透水地密封的功能，在本实施方式中通过焊接被固定在电机外壳11上。该金属罩12用金属制作，所以还同时具备将电力转换电路单元16、电源电路单元17等产生的热散热到外部功能。
[0057] 接着，基于图4至图9说明各结构部件的结构和组装方法。首先，图4表示电机外壳11的外观，图5表示其轴方向截面。
[0058] 在图4、图5中，电机外壳11由形成为筒状的形态的侧周面部11A、堵塞侧周面部11A的一端的侧端壁15、以及堵塞侧周面部11A的另一端的侧端壁19构成。在本实施方式中，电机外壳11为有底圆筒状，侧周面部11A和侧端壁15一体地形成。此外，侧端壁19具备盖的功能，在侧周面部11A内容纳了电动机后堵塞侧周面部11A的另一端。
[0059] 如图5所示，在侧周面部11A的内部，被嵌合铁心上卷绕了线圈20的定子21，在该定子21的内部，可旋转地容纳埋设了永久磁铁的转子22。在转子22中被固定旋转轴23，一端为输出单元14，另一端为用于检测旋转轴23的旋转相位和转速的旋转检测单元24。在旋转检测单元24中设置永久磁铁，贯通侧端壁15中设置的通孔25并突出到外部。而且，通过由未图示的GMR元件等构成的感磁部，检测旋转轴23的旋转相位和转速。
[0060] 返回到图4，在位于与旋转轴23的输出单元14相反侧的侧端壁15的表面上，形成电力转换电路单元16、电源电路单元17的散热区域15A、15B。在侧端壁15的四角，电路基板固定部26被一体地植入竖立，在内部形成螺孔。电路基板固定部26为了固定后述的控制电路单元18的玻璃环氧电路板34而设置，同时还具备将控制电路单元18的电路基板的热散热到电机外壳11的功能。
[0061] 此外，在从后述的电力转换用散热区域15A植入竖立的电路基板固定部26中，与随之后述的电源用散热区域15B形成轴方向上相同高度的电路基板承受部27。该电路基板承受部27用于安放后述的电源电路单元17的玻璃环氧电路板31。
[0062] 从图4可知，形成侧端壁15的与旋转轴23正交的径向的平面区域被2分割。一个区域形成被安装电力转换电路单元16的电力转换用散热区域15A，另一个区域形成被安装电源电路单元17的电源用散热区域15B。在本实施方式中，电力转换用散热区域15A的面积比电源用散热区域15B的面积形成得大。这是因为采用如上述的双重系统，要确保电力转换电路单元16的设置面积。
[0063] 再有，图中所未示出，但在电力转换用散热区域15A中形成线圈输入端子引出开口，引出与后述的电力转换电路单元16的控制输出端子连接的电动机的三相线圈输入端子。该三相线圈输入端子被相对配置，使得与随之后述的电力转换电路单元16的控制输出端子侧边44B(参照图12)彼此面对。
[0064] 然后，电力转换用散热区域15A和电源用散热区域15B在朝向轴方向(旋转轴23延伸的方向)上有高度不同的台阶。即，在电动机的旋转轴23的方向上观察，电源用散热区域15B在离开电力转换用散热区域15A的方向上具有台阶地形成。在设置了电力转换电路单元
16后设置电源电路单元17的情况下，该台阶被设定为电力转换电路单元16和电源电路单元
17彼此无干扰的长度。
16后设置电源电路单元17的情况下，该台阶被设定为电力转换电路单元16和电源电路单元
17彼此无干扰的长度。
[0065] 在电力转换用散热区域15A中，形成3个细长的矩形的突状散热部28。该突状散热部28被设置后述的双重系统的电力转换电路单元16。此外，突状散热部28在电动机的旋转轴23的方向上观察向离开电动机的方向突出延伸。
[0066] 如图6所示，该突状散热部28形成为与主电力转换电路单元16M、副电力转换电路单元16S、异常对应电路单元15E的形状一致的长方形，一个长边朝向旋转轴23侧形成，另一个长边朝向上述的三相线圈输入端子侧形成。
[0067] 此外，电源用散热区域15B为平面状，被设置后述的电源电路单元17。因此，突状散热部28具有作为将电力转换电路单元16中产生的热传热到侧端壁15的散热部的功能，电源用散热区域15B具有作为将电源电路单元17中产生的热传热到侧端壁15的散热部的功能。再有，突状散热部28可以省略，这种情况下电力转换用散热区域15A具有作为将电力转换电路单元16中产生的热传热到侧端壁15的散热部的功能。
[0068] 这样，在本实施方式的电机外壳11的侧端壁15中具有作为散热构件的功能，所以可以省略另外构成的散热构件并缩短轴方向的长度。此外，电机外壳11具有充分的热容量，所以可以将电源电路单元17或电力转换电路单元16的热高效地散热到外部。
[0069] 接着，图6表示将电力转换电路单元16设置在突条散热部28中的状态。如图6所示，由双重系统组成的电力转换电路单元16被设置在电力转换用散热区域15A中形成的突状散热部28的上部。电力转换电路单元16由主电力转换电路单元16M、副电力转换电路单元16S和异常对应电路单元15E构成电力转换电路单元16。而且，包含构成它们的开关元件及金属布线板，通过合成树脂被密封。在图10至图12中说明它的细节。
[0070] 因此，电力转换电路单元16为热连接到突状散热部28的结构。为此，可以使电源开关元件中产生的热高效地传热到突状散热部28。电力转换电路单元16和突状散热部28之间，被涂敷传热性油脂，将电力转换电路单元16的热容易传递给突状散热部28。此外，电力转换电路单元16通过在旋转轴23的端部安装的电力转换电路单元固定构件的弹性功能构件被按压、保持在突状散热部28侧。
[0071] 传递到突状散热部28的热被扩散到电力转换用散热区域15A，进而传热到电机外壳11侧周面部11A并散热到外部。这里，如上述，电力转换电路单元16的轴方向的高度低于电源用散热区域15B的高度，所以不会干扰后述的电源电路单元17。
[0072] 接着，图7表示从电力转换电路单元16的上面设置了电源电路单元17的状态。如图7所示，电源电路单元17被设置在电源用散热区域15B的上部。构成电源电路单元17的电容器29和线圈30等被安装在玻璃环氧电路板31上。电源电路单元17也采用双重系统，从图可知，分别对称地形成电容器29和线圈30等组成的电源电路。
[0073] 侧端壁15被固定在该玻璃环氧电路板31的电源用散热区域15B侧的表面上，使得与电源用散热区域15B接触。如图7那样，固定方法是，通过未图示的固定螺栓被固定在电路基板固定部26的基板承受部27中设置的螺孔中。此外，通过未图示的固定螺栓还被固定在电源用散热区域15B中设置的螺孔中。
[0074] 再有，电源电路单元17在玻璃环氧电路板31中形成，所以可进行两面安装。而且，在玻璃环氧电路板31的电源用散热区域15B侧的表面，安装由未图示的GMR元件和该检测电路等组成的旋转相位、转速检测单元，与设在旋转轴23中的旋转检测单元24协同，检测旋转轴23的旋转相位和转速。
[0075] 这样，玻璃环氧电路板31被固定为使其接触到电源用散热区域15B，所以可以使电源电路单元17中产生的热高效地传热到电源用散热区域15B。传递到电源用散热区域15B的热扩散传热到电机外壳11侧周面部11A并被散热到外部。这里，通过在玻璃环氧电路板31和电源用散热区域15B之间夹置热传递性良好的粘着剂、散热油脂、散热片的任何一个，可以进一步提高热传递性能。
[0076] 接着，图8表示从电源电路单元17的上面设置了控制电路单元18的状态。如图8所示，控制电路单元18被设置在电源电路单元17的上部。构成控制电路单元18的微计算机32和外围电路33被安放在玻璃环氧电路板34上。控制电路单元18也采用双重系统，从图可知，分别对称地形成微计算机32和晶体管等的外围电路33组成的控制电路。再有，微计算机32和外围电路33被设在玻璃环氧电路板34的电源电路17侧的表面。
[0077] 如图8所示，该玻璃环氧电路板34通过未图示的固定螺栓被固定在电路基板固定部26的顶部中设置的螺栓穴中，电源电路单元17的玻璃环氧电路板31和控制电路单元18的玻璃环氧电路板34之间成为配置图7所示的电源电路单元17的电容器29和线圈30等的空间。
[0078] 接着，图9表示从控制电路单元18的上面设置了连接器端子组装体13的状态。如图9所示，连接器端子组装体13被设置在控制源电路单元18的上部。而且，连接器端子组装体
13通过固定螺丝36被固定在基板固定部26的顶部中设置的螺孔中，使得控制电路单元18夹在中间。在这种状态下，如图3所示，连接器端子组装体13与电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18连接。而且，之后，金属罩12的开口端37与电机外壳11的台阶部35卡合，通过焊接彼此固定。
13通过固定螺丝36被固定在基板固定部26的顶部中设置的螺孔中，使得控制电路单元18夹在中间。在这种状态下，如图3所示，连接器端子组装体13与电力转换电路单元16、电源电路单元17、控制电路单元18连接。而且，之后，金属罩12的开口端37与电机外壳11的台阶部35卡合，通过焊接彼此固定。
[0079] 接着，基于图10至图12说明本实施方式的电力转换电路单元16。图10表示构成双重系统的电力转换电路单元16的电路结构，图11示意地表示双重系统的一方系统的电力转换电路单元的截面，图12表示双重系统的一方系统的电力转换电路单元的金属布线板和电源开关元件的配置结构。
[0080] 图10所示的电路将主电子控制单元和副电子控制单元合并而具有作为正规的电子控制单元的功能，表示若在一方的电子控制单元中发生异常、故障，则由另一方的电子控制单元通过一半的能力来控制、驱动电动机的方式的电路。这种情况下，电动机的能力为一半，但转向功能被确保。因此，电动机的线圈20由U相主侧线圈UM、V相主侧线圈VM、W相主侧线圈WM、U相副侧线圈US、V相副侧线圈VS、W相副侧线圈WS构成。
[0081] U相主侧线圈UM、V相主侧线圈VM、W相主侧线圈WM由主电力转换电路单元16M控制，U相副侧线圈US、V相副侧线圈VS、W相副侧线圈WS由副电力转换电路单元16S控制。主电力转换电路单元16M和副电力转换电路单元16S为相同的电路结构，分别分担一半的线圈20。
[0082] 主电力转换电路单元16M包括在U相、V相、W相各自上构成上下臂的电源开关元件。在U相侧，上臂电源开关元件38UU和与其成对的下臂电源开关元件38UL被串联地连接，其中点与U相主侧线圈UM连接。在V相侧，上臂电源开关元件38VU和与其成对的下臂电源开关元件38VL被串联地连接，其中点与V相主侧线圈VM连接。在W相侧，上臂电源开关元件38WU和与其成对的下臂电源开关元件38WL被串联地连接，其中点与W相主侧线圈WM连接。
[0083] 同样，副电力转换电路单元16S包括在U相、V相、W相的各个相上构成下臂的电源开关元件。在U相侧中，上臂电源开关元件39UU和与其成对的下臂电源开关元件39UL被串联地连接，其中点与U相副侧线圈US连接。在V相侧中，上臂电源开关元件39VU和与其成对的下臂电源开关元件39VL被串联地连接，其中点与V相副侧线圈VS连接。在W相侧中，上臂电源开关元件39WU和与其成对的下臂电源开关元件39WL被串联地连接，其中点与W相副侧线圈WS连接。
[0084] 此外，主电力转换电路单元16M的上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU、以及副电力转换电路单元16S的上臂电源开关元件39UU、39VU、39WU连接到电源线BL。而且，主电力转换电路单元16M的下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL、以及副电力转换电路单元16S的下臂电源开关元件39UL、39VL、39WL连接到接地线EL。
[0085] 再有，主电力转换电路单元16M和副电力转换电路单元16S的动作与一般的电力转换电路的动作实质上为相同的动作，所以省略详细的说明。
[0086] 异常对应电路单元15E也各自包括主侧和副侧，U相主侧线圈UM、V相主侧线圈VM、W相主侧线圈WM连接到各自的中性点继电器开关元件40M，U相副侧线圈US、V相副侧线圈VS、W相副侧线圈WS连接到各自的中性点继电器开关元件40S。因此，在一方的系统中发生了异常时，可以关断发生了异常的一方的中性点继电器开关元件40M、40S而停止在线圈中流动电流来应对。
[0087] 图11示意地表示主电力转换电路单元16M的截面。在电机外壳11的侧端壁15的突状散热部28的上面，安放由合成树脂43密封的主电力转换电路单元16M。主电力转换电路单元16M不安放在基板的上面，而仅由合成树脂形成模型。由此，使主电力转换电路单元16M的高度方向的厚度较薄而实现小型化、部件点数的降低。
[0088] 因此，在合成树脂43内，配置作为布线图案(pattern)的金属布线板41，在其上电连接安放电源开关元件38。而且在电源开关元件38的上面电连接安放跳线的夹子42。再有，图11表示了一个电源开关元件38的截面，但其他电源开关元件38也被设为同样的结构。当然，副电力转换电路单元16S、以及异常对应电路15E也被设为实质上同样的结构。
[0089] 图12表示主电力转换电路单元16M的金属布线板和电源开关元件的配置结构。主电力转换电路单元16M将金属布线板和电源开关元件配置在规定的位置，由合成树脂43一体地形成模型。再有，图12中形成模型的合成树脂43设为透明，使金属布线板和电源开关元件可视化。
[0090] 在图12中，主电力转换电路单元16M通过合成树脂43而形成一体，形成为大致长方形(矩形)的形状。而且，一方的长边(以下，表述为旋转轴侧边)44A面对旋转轴23侧、另一方的长边(以下，表述为控制输出端子侧边)44B朝向电动机的三相线圈输入端子侧形成。此外，旋转轴侧边44A和控制输出端子侧边44B为平行的关系，从连接旋转轴侧边44A和控制输出端子侧边44B的各自端部的侧边44C、44D形成主电力转换电路单元16M。
[0091] 金属布线板由具有作为电源线BL的功能的细长的电源布线板45、与电源布线板45邻接并具有作为接地线EL的功能的细长的接地布线板46、与电源布线板45邻接并具有作为控制线的功能的分离的3个控制布线板47U、47V、47W构成。接地布线板46沿旋转轴侧边44A在纵向方向上延伸配置，通过其端面被接地。此外，3个控制布线板47U、47V、47W沿控制输出端子侧边44B在纵向方向上延伸延并彼此按等间隔配置。进而在3个控制布线板47U、47V、47W和接地布线板46之间的中央附近，电源布线板44沿旋转轴侧边44A在纵向方向上延伸配置，通过其端面连接到电源。
[0092] 在电源布线板45的上面，等间隔地配置上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU。此外，在3个控制布线板47U、47V、47W的上面，等间隔地配置下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL。
[0093] 这里，在长边方向(旋转轴侧边44A及输出端子侧边44B的方向)观察上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU和下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL，如下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL各自位于上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU的各自之间那样，并且上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU的列和下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL的列隔开规定的距离，彼此锯齿状配置。
[0094] 沿控制输出端子侧边44B在纵向方向延伸并彼此按等间隔配置的3个控制布线板47U、47V、47W一体地形成连接到U相主侧线圈UM、V相主侧线圈VM、W相主侧线圈WM的U相控制输出端子48U、V相控制输出端子48V、W相控制输出端子48W。
[0095] 此外，在控制输出端子侧边44B的附近，邻接各相的控制输出端子48U、48V、48W配置各个相的上下臂的电源开关元件38的栅极端子G、以及漏极端子D。各个相的栅极端子G通过连接布线49连接到上下臂的电源开关元件38的栅极。
[0096] 而且，电源布线板45的上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU由对应的3个控制布线板47U、47V、47W和跳线50U、50V、50W连接。同样，3个控制布线板47U、47V、47W的下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL由接地布线板46和跳线51U、51V、51W连接。
[0097] 这样，设为将与线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子48U、48V、48W形成在控制输出端子侧边44B，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件38UU、38VU、38WU、38UL、38VL、38WL沿控制输出端子侧边44B、而且从旋转轴侧边44A和控制输出端子侧边44B之间的中央附近靠近控制输出端子侧边44B配置的结构。
[0098] 由此，可以缩短连接控制输出端子48U、48V、48W和形成上下臂的电源开关元件38UU、38VU、38WU、38UL、38VL、38WL的布线长度，可以将电力转换电路小型化。而且，由于可以缩短布线长度，所以可将阻抗的增加抑制得低。
[0099] 此外，在本实施方式中，在长边方向观察，上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU和下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL被设为彼此锯齿状配置，使得下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL位于上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU之间。
[0100] 因此，电源布线板45可以形成为向对应的控制布线板47U、47V、47W侧突出的形状，相反地，控制布线板47U、47V、47W为与之对应的后退的形状。同样，控制布线板47U、47V、47W可以形成为向电源布线板45侧突出的形状，相反地，电源布线板45为与之对应的后退的形状。这样，电源布线板45和控制布线板47U、47V、47W可以通过该突出的形状而增大形成散热面积，所以可将热高效率地散热到图11所示的突状散热部28。
[0101] 除此之外，可以使上臂电源开关元件38UU、38VU、38WU和下臂电源开关元件38UL、38VL、38WL接近，可使跳线50U、50V、50W、以及跳线51U、51V、51W更短。
[0102] 此外，在由电源布线板45和接地布线板46的通过合成树脂43模塑的区域内，形成树脂流动开口52。通过设置该树脂流动开口52，在电源布线板45和接地布线板46的两面可为良好的模型(mould)。再有，若该树脂流动开口52设在跳线51U、51V、51W位于的区域内，则在跳线51U、51V、51W的区域内也可为良好的模型。另外，从上面看的面积由于跳线51U、51V、51W和树脂流动开口52重叠而被减小面积，有电力转换电路单元整体可以小型化的效果。
[0103] 如上所述，本发明设为以下结构：由合成树脂密封，形成由朝向电动机的旋转轴侧形成的旋转轴侧边、朝向电动机的线圈输入端子侧形成的控制输出端子侧边、以及连接旋转轴侧边和控制输出端子侧边的各自端部的侧边组成的电力转换电路单元，将与线圈输入端子连接的三相的各自的控制输出端子设在控制输出端子侧边，并且将形成各个相的上下臂的电源开关元件设为沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边锯齿状配置。
[0104] 由此，将形成各个相的上下臂的电源开关元件沿控制输出端子侧边、而且从旋转轴侧边和控制输出端子侧边之间的中央附近靠近控制输出端子侧边配置，所以可以缩短将形成上下臂的电源开关元件和控制输出端子连接的布线长度，可以将电力转换电路小型化。此外，因为将形成上下臂的电源开关元件设为锯齿状配置，所以可以增大金属布线板的面积，可以提高相当这部分的散热性能。
[0105] 再有，本发明没有被限定于上述实施方式，包含各种各样的变形例。例如，上述实施方式是为了清楚容易地说明本发明而详细说明的实施方式，没有被限定为必定包括说明的所有结构。此外，可将某一实施方式的一部分结构置换为另一实施方式的结构，此外，可在某一实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。此外，对于各实施方式的一部分结构，可进行其他结构的追加、删除和置换。
[0106] 标号说明
[0107] 6…电动助力转向装置、8…电动机单元、9…电子控制单元、11…电机外壳、12…金属罩、13…连接器端子组装体、14…输出单元、15…侧端壁、16…电力转换电路单元、17…电源电路单元、18…控制电路单元、19…侧端壁、20…线圈、21…定子、22…转子、23…旋转轴、24…旋转检测单元、25…通孔、26…电路基板固定部、27…基板承受部、28…突状散热部、
29…电容器、30…线圈、31…玻璃环氧电路板、32…微计算机、33…外围电路、34…玻璃环氧电路板、35…台阶部、36…固定螺丝、37…开口端、38UU、38VU、38VU、39UU、39VU、39VU…上臂电源开关元件、38UL、38VL、38VL、39UL、39VL、39VL…下臂电源开关元件、40M、40S…中性点继电器开关元件、41…金属布线板、42…夹子、43…合成树脂、44A…旋转轴侧边、44B…输出端子侧边、45…电源布线板、46…接地布线板。47U、47V，47W…控制布线板、48U、48V，48W…控制输出端子、50U、50V、50W、51U、51V、51W…跳线。
29…电容器、30…线圈、31…玻璃环氧电路板、32…微计算机、33…外围电路、34…玻璃环氧电路板、35…台阶部、36…固定螺丝、37…开口端、38UU、38VU、38VU、39UU、39VU、39VU…上臂电源开关元件、38UL、38VL、38VL、39UL、39VL、39VL…下臂电源开关元件、40M、40S…中性点继电器开关元件、41…金属布线板、42…夹子、43…合成树脂、44A…旋转轴侧边、44B…输出端子侧边、45…电源布线板、46…接地布线板。47U、47V，47W…控制布线板、48U、48V，48W…控制输出端子、50U、50V、50W、51U、51V、51W…跳线。
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