电动设备的制作方法
【专利摘要】公开了一种电动设备。电力模块、控制板和散热器被设置在电动马达的轴的一个轴向侧，该电动马达包括马达壳体、定子、转子、轴等。电力模块与从缠绕在定子周围的线圈延伸的引出线电气连接，并且将驱动电流提供给线圈。用于控制电力模块的切换的控制板被设置在电力模块的马达壳体侧。散热器被设置在控制板的与马达壳体相反的一侧。因此，当电动马达的输出设置改变时，可以改变散热器的体尺寸，而无需改变控制板与电动马达之间的位置关系、以及电力模块与电动马达之间的位置关系。
【专利说明】电动设备
[0001]本发明申请是申请日为2011年4月15日、国家申请号为“201110097744.6”、发明名称为“电动设备”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种电动设备，该电动设备具有设置在电动马达的轴的一个轴向侧的控制器。
【背景技术】
[0003]常规地，公知由驾驶员执行的用于辅助转向的电动助力转向。需要减小尺寸与重量和增加用于电动助力转向的马达的输出。
[0004]专利文献I (JP-A-2003-204654)中描述的马达具有被设置成与电动马达的轴的轴向方向平行的控制器，该控制器驱动和控制电动马达。电动马达包括马达壳体、定子、转子、轴等(参照专利文献I的图14和图15)。控制器包括散热器、金属基板、控制板等。散热器被固定到电动马达的马达壳体的径向外壁。安装有功率晶体管的金属基板被固定到散热器。控制板在距金属基板的预定距离处附接到散热器的相对侧。
[0005]关于电动马达和控制器的线的连接，与缠绕在定子周围的线圈电气连接的引线在垂直于轴的轴线的方向上延伸并且与金属基板的线连接。从可感测转子的旋转角的位置传感器延伸的引线在垂直于轴的轴线的方向上延伸并且与控制板的线连接。
[0006]专利文献2 (JP-A-2002-345211)中描述的马达具有设置在电动马达的轴的轴向端侧的控制器(参照专利文献2的图1至图3)。构成控制器的散热器被附接，以封闭电动马达的圆柱形马达壳体的开口。安装有功率晶体管的金属基板被附接到散热器。控制板在距金属基板的预定距离处附接到散热器的相对侧。
[0007]关于电动马达与控制器的线之间的连接，从缠绕在定子周围的线圈延伸的绕组端子平行于轴的轴线延伸并且与从金属基板延伸的电动马达端子连接。连接到可感测转子的旋转角的位置传感器的传感器端子延伸穿过由树脂制成的磁传感器保持部，并且与控制板的线连接。
【发明内容】
[0008]根据应用马达的车辆类型的重量等来区别地设置用于电动助力转向的马达的电动马达的输出。如果功率晶体管的发热量根据电动马达的输出设置而改变，则散热器的必要的热容量改变。因此，散热器的容积改变。
[0009]如果在专利文献I中描述的马达的构造中电动马达的输出设置改变，则马达壳体的径向外壁与金属基板之间的距离、以及马达壳体的径向外壁与控制板之间的距离随着散热器的容积的改变而改变。因此，改变了与线圈电气连接的引线、从位置传感器延伸的引线等的设计。
[0010]如果在专利文献2中描述的马达的构造中电动马达的输出设置改变，则马达壳体的开口与金属基板之间的距离、以及马达壳体的开口与控制板之间的距离随着散热器的容积的改变而改变。因此，改变了从线圈延伸的绕组端子、从金属基板延伸的电动马达端子、连接到位置传感器的传感器端子、磁传感器保持部等的设计。以此方式，如果构成控制器的构件等的设计根据电动马达的输出设置而改变，则关注马达的制造成本提高。
[0011]由于专利文献I中描述的马达具有被布置成与电动马达的轴的轴向方向平行的控制器，所以关注径向方向上的体尺寸增大。
[0012]专利文献2中描述的马达需要用于在金属基板与控制板之间执行从金属基板延伸的电动马达端子与从线圈延伸的绕组端子的连接处理的空间。另外，马达需要用于在金属基板与控制板之间执行位置传感器的传感器端子与控制板的连接处理的空间。因此，关注轴向体尺寸增大。
[0013]本发明的目的是提供使得控制器的设计能够普遍用于具有不同输出设置的电动马达的电动设备。本发明的另一目的是提供具有减小的体尺寸的电动设备。
[0014]根据本发明的第一示例方面，在电动设备中，转子被设置成可相对于固定在马达壳体内部的定子旋转。固定到转子的轴被马达壳体以可旋转的方式支撑。多个功率晶体管被设置在马达壳体外部的轴的一个轴向侧。功率晶体管与从缠绕在定子或转子周围的线圈延伸的引出线电气连接。功率晶体管向线圈提供驱动电流。用于控制功率晶体管的切换的控制板被设置在马达壳体外部的功率晶体管的转子侧。用于吸收由功率晶体管生成的热的散热器被设置在与马达壳体外部的转子侧相反的控制板的另一侧。
[0015]散热器被设置在控制板的与马达壳体相反的一侧。因此，当电动马达(其包括马达壳体、定子、转子、轴等)的输出的设计改变时，可以仅改变散热器的热容量的设置，而无需改变电动马达与控制板之间的位置关系、以及电动马达与功率晶体管之间的位置关系。因此，从线圈延伸的引出线与电力模块的端子等之间的连接点的设计可以通用于具有不同输出设置的电动马达。因此，可以免去与各输出设置对应的一系列电动设备。结果，可以降低电动设备的制造成本。
[0016]根据本发明的第二示例方面，磁体被设置在轴的一个轴向端部。位置传感器被设置到控制板，以用于输出与由磁体生成的磁场的方向对应的信号。因此，当电动马达的输出设置改变时，通常可以使用设置到控制板的位置传感器的设计，而无需改变从马达壳体突出到控制板侧的轴的长度。由于可以减小轴的长度，因此可以阻止轴的轴向摆动，并且可以改进位置传感器的感测准确度。
[0017]根据本发明的第三示例方面，功率晶体管和控制板被固定到散热器。散热器和马达壳体彼此连接。因此，当在电动马达和控制器中的任一个中出现故障时，可以容易地替换致使故障的一侧。因此，可以降低制造成本。
[0018]根据本发明的第四示例方面，功率晶体管与连接功率晶体管的线一起通过树脂模塑被插入树脂模中，由此形成电力模块，其中该树脂模被模塑成板状。沿轴的轴向方向，按照控制板、电力模块以及散热器的顺序从马达壳体侧布置它们。因此，控制板和电力模块被布置为平行且彼此接近。因此，可以减小电动设备的轴向体尺寸。
[0019]根据本发明的第五示例方面，电子部件被设置在电力模块关于电力模块的板厚度方向与控制板相反的一侧。电子部件与连接功率晶体管的线电气连接。散热器具有用于容纳电子部件的凹入部分。因此，当电动马达的输出改变时，通常可以使用将电子部件和电力模块连接的线的设计。另外，由于电子部件容纳在散热器的凹入部分中，因此可以减小电动设备的轴向体尺寸。
[0020]根据本发明的第六示例方面，屏蔽构件被设置在电力模块与位置传感器之间。因此，即使缩短了设置有位置传感器的控制板与电力模块之间的距离，也可以防止由于电力模块生成的电磁场导致的位置传感器的失灵。因此，可以减小电动设备的轴向体尺寸。
[0021]根据本发明的第七示例方面，屏蔽构件与功率晶体管和连接功率晶体管的线一起通过树脂模塑被插入树脂模中，由此形成电力模块。因此，在电力模块内部并入屏蔽元件。因此，可以进一步缩短设置有位置传感器的控制板与电力模块之间的距离。
[0022]根据本发明的第八示例方面，从线圈延伸的引出线延伸通过孔并且与功率晶体管的端子电气连接，其中，在控制板的板厚度方向上在控制板中形成该孔。因此，引出线由在控制板中形成的孔的内壁引导，所以可以容易地连接引出线和端子。通过将引出线和控制板电气连接，可以利用简单的构造来感测从功率晶体管流到线圈的电流。
[0023]根据本发明的第九示例方面，具有屏蔽辐射噪声的功能的盖被设置在散热器的与马达壳体相反的一侧。因此，盖防止由流过功率晶体管的大电流生成的电磁场泄露到外部。盖还防止灰尘等进入控制器。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]通过研究形成本申请的部分的以下详细描述、所附权利要求和附图，将理解实施例的特征和优点，以及操作的方法以及相关部件的功能。
[0025]图1是示出根据本发明的第一实施例的电动设备的截面视图；
[0026]图2是示出根据第一实施例的电动设备的侧视图；
[0027]图3是示出沿箭头标记III的方向的图2的电动设备的视图；
[0028]图4是示出沿箭头标记IV的方向的图2的电动设备的视图；
[0029]图5是示出沿箭头标记V的方向的图2的电动设备的视图；
[0030]图6是示出根据第一实施例的电动设备的电路图；
[0031]图7是示出根据第一实施例的电动设备的分解透视图；
[0032]图8是示出根据第一实施例的电动设备的电力模块和电子部件的平面视图；
[0033]图9是示出沿箭头标记IX的方向的图8的电力模块和电子部件的视图；
[0034]图10是示出沿箭头标记X的方向的图9的电力模块和电子部件的视图；
[0035]图11是示出沿箭头标记XI的方向的图9的电力模块和电子部件的视图；
[0036]图12是示出由圆圈XII表示的图11的电力模块和电子部件的部分的放大局部视图；
[0037]图13是示出根据第一实施例的除树脂模之外的电力模块和电子部件的透视图；
[0038]图14是示出根据第一实施例的电动设备的散热器的底视图；
[0039]图15是示出根据第一实施例的散热器的透视图；
[0040]图16是示出根据第一实施例的附接到散热器的电力模块的底视图；
[0041]图17是示出根据第一实施例的附接到散热器的电力模块的透视图；
[0042]图18是示出根据第一实施例的附接到散热器的电力模块和控制板的底视图；
[0043]图19是示出根据第一实施例的附接到散热器的电力模块和控制板的透视图；[0044]图20是示出根据本发明的第二实施例的电动设备的截面视图；
[0045]图21是示出由圆圈XXI表示的图20的电动设备的实质部分的放大局部截面视图；
[0046]图22是示出根据本发明的第三实施例的电动设备的实质部分的放大局部截面视图；
[0047]图23是示出根据本发明的第四实施例的电动设备的实质部分的放大局部截面视图；以及
[0048]图24是示出根据本发明的第五实施例的电动设备的截面视图。
【具体实施方式】
[0049]下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
[0050](第一实施例)
[0051]图1至19是各自示出根据本发明的第一实施例的电动设备的图。根据本实施例的电动设备10是用于电动助力转向的无刷马达。如图6所示，电动设备10与柱轴I的齿轮2啮合。电动设备10基于从CAN等传输的车辆速度信号和从感测转向盘3的转向扭矩的扭矩传感器4输出的扭矩信号来执行正转和反转。因此，电动设备10生成用于协助转向的力。
[0052]图1是示出根据本实施例的电动设备10的截面视图。图2至图5是各自示出根据本实施例的电动设备10的外观的视图。图7是示出根据本实施例的电动设备10的分解透视图。电动设备10具有电动马达和控制器。电动马达包括马达壳体11、定子15、转子21、轴25等。控制器包括控制板30、电力模块40、散热器80等。
[0053]首先，将说明电动马达。马达壳体11由铁等制成。马达壳体11由带底的圆柱形状的第一马达壳体12和封闭第一马达壳体12在控制器侧的开口的第二马达壳体13构成。由铝制成的框架端14被固定到第一马达壳体12底部的外壁。
[0054]定子15容纳在第一马达壳体12的径向内壁上。定子15具有交替布置在圆周方向上的凸极16和凹槽(未示出)。线圈18容纳在横跨绝缘体17的定子15的凹槽中。线圈18缠绕在凸极16周围。线圈18设置有两个三相绕组系统。从线圈18延伸的引出线19延伸通过孔20并且延伸到控制器侧，其中，在第二马达壳体13的板厚度方向上，在第二马达壳体13中形成孔20。
[0055]转子21在径向上被可旋转地设置在定子15的内部。转子21具有径向上设置在转子芯22外部的永磁体23。永磁体23被磁化，使得永磁体23的磁极沿圆周方向交替。轴
25被固定到在转子21的旋转中心处形成的轴孔24。轴25的一个轴向端被装配到设置在第二马达壳体13中的轴承26，而轴25的另一轴向端被装配到设置在第一马达壳体12的底部中的轴承27。根据电动马达需要的输出来设置定子15和转子21的轴向体尺寸。
[0056]利用这样的构造，如果使线圈18通电，则形成旋转磁场。因此，转子21和轴25执行相对于定子15和马达壳体11的正转或反转。将驱动力从轴25的在框架端14侧的输出端28输出到柱轴I的齿轮2。
[0057]接下来，将说明控制器。如图7所示，控制器由控制板30、电力模块40、散热器80和盖91构成，按照控制板30、电力模块40、散热器80和盖91的顺序将它们布置在马达的轴25的一个轴向端侧。沿电力模块40的板厚度方向将扼流线圈44和铝电解电容器43与电力模块40的线电气连接。利用螺钉31、41分别将控制板30和电力模块40固定到散热器80。沿电力模块40的板厚度方向，从电力模块40的模塑树脂42暴露功率晶体管的放热器板59。放热器板59紧密地固定到横越绝缘放热片69的散热器80。
[0058]图8至13中示出了电力模块40的构造。在图13中，用虚线表示模塑树脂42。通过将树脂模塑成基本矩形板的形状来形成电力模块40，其中，插入了构成两组逆变器电路的十二个功率晶体管51-56、61-66，用于电路保护的四个功率晶体管57、58、67、68，用于连接功率晶体管51-58、61-68的线70-75，分流电阻76、跳线(jumper wiring) 77等。
[0059]功率晶体管51-58、61-68和线70-75被布置在同一平面上。功率晶体管51-58、61-68构成两组逆变器电路。构成一组逆变器电路的八个功率晶体管51-58被布置在一个长边的直线上。构成另一组逆变器电路的八个功率晶体管61-68被布置在另一个长边的直线上。如图12所示，功率晶体管51-58、61-68的放热器板59在模塑树脂42的板厚度方向上暴露在模塑树脂42的外壁上。
[0060]与功率晶体管51-58、61-68连接的端子78和信号线79突出到电力模块40的长边的外壁的外侧。端子78与线圈18的引出线19电气连接。信号线79与控制板30的线电气连接。
[0061]沿电力模块40的板厚度方向将作为电子部件的铝电解电容器43和扼流线圈44设置到电力模块40。铝电解电容器43与线72-75电气连接，并且吸收通过功率晶体管51-58,61-68的切换而生成的纹波电流。扼流线圈44与线70、71电气连接以使提供给功率晶体管51-58、61-68的电源的波动减弱。
[0062]第一连接器45被设置到电力模块40的一个短边上的电力模块40的端部。通过第一连接器45将电流从电池5提供到电力模块40。
[0063]从电池5提供到第一连接器45的电流经由扼流线圈44，从电力模块40的中心处的线70流动到与第一连接器45相对的短边上的线71。然后，电流经由设置在长边的两端的电路保护功率晶体管57、58、67、68，从线71流动到设置在中心线70的左、右两侧的线72、73。然后，电流经由跳线77、电源侧的功率晶体管51、53、55、61、63、65、以及连接到端子78的引出线19，从线72、73流动到线圈18。从线圈18返回的电流经由接地侧的功率晶体管52、54、56、62、64、66和分流电阻76，从端子78流动到功率晶体管51-56、61-66内部的线74、75。然后，电流经由第一连接器45从线74、75流动到电池5。
[0064]图6中示出了形成在电力模块40中的逆变器电路。图6示出了由六个功率晶体管51-56等形成的一组逆变器电路。在图6中省略了另一组逆变器电路的电路图。这两组逆变器电路生成三相交流电流，以作为提供给线圈18的驱动电流，线圈18形成两个三相绕组系统。
[0065]如图14和图15所示，散热器80由诸如铝的具有高热传导性的材料制成。散热器80被形成为具有如下容积:该容积具有能够根据电动马达的输出吸收由电力模块40生成的热的热容量。
[0066]散热器80在其中心部分具有凹入部分82。凹入部分82被形成为具有能够容纳铝电解电容器43和扼流线圈44的尺寸。散热器80在与电力模块40的长边基本上轴向交叠的位置处具有平面部83，平面部83在径向上位于散热器80的外部。因此，从电力模块40的长边向外突出的端子78可以与线圈18的引出线19连接。
[0067]散热器80具有柱状构件84，每个柱状构件84插入凹入部分82与平面部83之间。热接收表面85被形成在电力模块40侧的柱状构件84上。热接收表面85与横越绝缘放热片69的功率晶体管51-58、61-68的放热器板59接触。因此，由电力模块40生成的热传递到散热器80。
[0068]散热器80在与电力模块40的第一连接器45和控制板30的第二连接器39对应的位置处具有开口 86、87(稍后详细说明)。散热器80在开口 86、87与平面部83之间具有四个支撑构件88。支撑构件88在轴向方向上向电动马达侧延伸。
[0069]如图1至图4、图18以及图19所示，将控制板30基本与电力模块40平行地设置在电力模块40的第二马达壳体13侧。控制板30由诸如玻璃环氧基板的材料制成，并且与从电力模块40突出的信号线79电气连接。控制板30在与电力模块40的第一连接器45相对的侧具有第二连接器39。控制板30在轴向方向上与电力模块40的端子78的孔781交叠的位置处具有使引出线19穿过的孔311。
[0070]微计算机32、预驱动器33、客户端IC34、位置传感器35等安装在控制板30上。位置传感器35安装在控制板30的第二马达壳体13侧。位置传感器35输出与由磁体29生成的磁场的方向对应的信号，其中磁体29布置在轴25的一个端部。
[0071]如图6所示，客户端IC34具有作为功能块的位置传感器信号放大器36、调节器37和感测电流放大器38。位置传感器35输出的信号被位置传感器信号放大器36放大，并且被输入到微计算机32。因此，微计算机32感测固定到轴25的转子21的位置。
[0072]从扭矩传感器4输出的扭矩信号等经由第二连接器39被输入到微计算机32。由分流电阻76感测到的逆变器电路的电流经由感测电流放大器38被输入到微计算机32。
[0073]微计算机32根据基于来自位置传感器35、扭矩传感器4、分流电阻76等的信号的车辆速度来协助转向盘3的转向。因此，微计算机32经由预驱动器33将经PWM控制产生的脉冲信号输出到功率晶体管51-56、61-66。因此，由功率晶体管形成的两组逆变器电路将经由扼流线圈44和电路保护功率晶体管57、58、67、68从电池5提供的电流转换成三相电流，并且将三相电流从连接到端子78的引出线19提供到线圈18。
[0074]接下来，将说明根据本实施例的电动马达和控制器的组装方法。首先，如图7至图11所示，铝电解电容器43、扼流线圈44、第一连接器45等附接到电力模块40的线70-75，其中通过树脂模塑来插入功率晶体管51-58、61-68、线70-75等。通过焊接工艺或钎焊工艺，经由在电力模块40的底部中形成的孔46来执行这些电子部件与线70-75之间的连接。
[0075]然后，如图7以及图14至图17所示，电力模块40被附接到散热器80。通过用螺钉41将电力模块40固定到在散热器80的底部中形成的孔81，使电力模块40附接到散热器80。此时，绝缘放热片69插入在功率晶体管51-58、61-68的放热器板59与散热器80的热接收表面85之间。如果电力模块40附接到散热器80，则铝电解电容器43和扼流线圈44插入到散热器80的凹入部分82。第一连接器45从散热器80的开口 86突出到散热器80的外部。
[0076]然后，如图18和图19所示，控制板30附接到散热器80。通过用螺钉31将控制板30固定到在轴向方向上从散热器80延伸的柱90，控制板30被附接到散热器80。然后，通过钎焊工艺或焊接工艺，电力模块40的信号线79被电气连接到控制板30的线。此时，第二连接器39从散热器80的开口 87突出到散热器80的外部。
[0077]然后，如图2至图5所示，散热器80被附接到电动马达。通过使电动马达侧的散热器80的支撑构件88的轴向端部与控制器侧的第一马达壳体12的轴向端部彼此接触，散热器80被附接到电动马达。在轴向方向上从第一马达壳体12延伸的钳件(claw)121插入在支撑构件88的端部上形成的凸起89之间。使钳件121向圆周方向弯曲，以固定散热器80和第一马达壳体12。彼此平行延伸的每对钳件121分别弯曲到圆周方向的相反侧。此时，通过控制板30的孔311和电力模块40的端子78的孔781插入引出线19，引出线19在轴向方向上延伸通过第二马达壳体13的孔20。然后，通过焊接工艺或钎焊工艺，引出线19和电力模块40的端子78彼此电气连接。
[0078]最后，如图1和图7所示，用盖91覆盖散热器80，盖91被形成为基本上具有带底的圆柱的形状。通过螺钉92将盖91和散热器80固定。盖91由诸如铁的磁体制成，并且阻止由经过功率晶体管51-58、61-68的大电流生成的电磁场泄露到外部。盖91还防止灰尘等进入控制器。因此，完成了电动设备10。
[0079]在本实施例中，沿电动马达的轴25的轴向方向，按照构成电动马达的控制器的控制板30、电力模块40和散热器80的顺序从马达壳体侧布置它们。
[0080]散热器80被设置在控制板30和电力模块40的与马达壳体11相反的一侧。因此，当电动马达的输出设置改变时，可以仅改变散热器80的热容量设置，而无需改变电动马达与控制板30之间的位置关系、以及电动马达与电力模块40之间的位置关系。因此，从线圈18延伸的引出线19与电力模块40的端子之间的连接点、电力模块40与控制板30之间的连接点等的设计可通用于具有不同输出设置的电动马达。因此，可免去与各输出设置对应的一系列电动设备10。因此，可以降低电动设备10的制造成本。
[0081]在本实施例中，安装有位置传感器35的控制板30被设置在第二马达壳体13侦U。因此，当电动马达的输出设置改变时，通常可以使用设置到控制板30的位置传感器35的设计，而无需改变从第二马达壳体13突出到控制板30侧的轴25的长度。另外，由于可以缩短轴25的长度，所以可以阻止轴25的轴向摆动，并且可以改进位置传感器35的感测准确度。
[0082]在本实施例中，电力模块40和控制板30被附接到散热器80，并且散热器80和第一马达壳体12彼此连接。因此，当电动马达和控制器的任一个中出现故障时，可以容易地替换致使故障的一侧。因此，可以降低制造成本。
[0083]在本实施例中，沿电力模块40的板厚度方向设置铝电解电容器43和扼流线圈44。铝电解电容器43和扼流线圈44容纳在形成于散热器80中的凹入部分82的内部。因此，当电动马达的输出改变时，通常可以使用将铝电解电容器43和扼流线圈44与电力模块40连接的线的设计。另外，由于铝电解电容器43和扼流线圈44容纳在散热器80的凹入部分82中，所以可以减小电动设备10的轴向体尺寸。
[0084]在本实施例中，从线圈18延伸的引出线19延伸通过控制板30的孔311，并且与电力模块40的端子78电气连接。因此，引出线19由形成在控制板30中的孔311的内壁来引导，所以可以容易地连接引出线19和端子78。通过将引出线19和控制板30彼此电气连接，可以利用简单的构造来感测从功率晶体管51-56、61-66流到线圈18的电流。
[0085](第二实施例)[0086]接下来，将描述本发明的第二实施例。在图20和图21中示出了根据本实施例的电动设备10。根据本实施例的电动设备10在位置传感器35与电力模块40之间具有屏蔽构件93。屏蔽构件93由诸如铁的具有高磁导率的材料制成。
[0087]在图21中，如箭头标记A所示，从电池5供给的大电流流过电力模块40的线70-75。因此，如由箭头标记B所示，生成电磁场。如果电磁场作用于位置传感器35，则存在从位置传感器35输出的信号中出现错误的可能性。
[0088]关于这一点，在本实施例中，由流过电力模块40的线70-75的大电流生成的电磁场沿屏蔽构件93流动。因此，位置传感器35被屏蔽以免受电磁场影响。因此，可以缩短电力模块40与控制板30之间的距离。因此，可以减小电动设备10的轴向体尺寸。
[0089](第三实施例)
[0090]接下来，将描述本发明的第三实施例。图22示出了根据本实施例的电动设备。在本实施例中，屏蔽构件94被形成为平板形状。因此，可以在宽广区域上屏蔽控制板30，并且可以降低屏蔽构件94的处理成本。
[0091](第四实施例)
[0092]接下来，将描述本发明的第四实施例。图23示出了根据本实施例的电动设备。在本实施例中，屏蔽构件95与功率晶体管51-58、线70-75等一起通过树脂模塑被插入电力模块40中并与电力模块40集成为一体，由此形成电力模块40。通过树脂模塑，屏蔽构件95插入功率晶体管51-58和线70-75的控制板30侧。因此，与第二或第三实施例相比，可以延长屏蔽构件95与位置传感器35之间的距离。因此，可以缩短控制板30与电力模块40之间的距离。
[0093](第五实施例)
[0094]接下来，将描述本发明的第五实施例。图24示出了根据本实施例的电动设备10。本实施例是第三实施例的变型。在本实施例中，在屏蔽构件96的边缘形成曲面部97。关于板厚度方向的曲面部97的一侧接触控制板30，而曲面部97的另一侧接触电力模块40。因此，电力模块40和散热器80可以通过曲面部97的弹力来固定，而无需使用螺钉41。因此，可以减少组装控制器的工时，并且可以降低电动设备10的制造成本。
[0095](变型)
[0096]在上述实施例中，在电动设备中由十二个功率晶体管形成两组逆变器电路，电动设备可以通过两个系统的驱动控制来驱动和控制电动马达。替选地，根据本发明的电动设备可通过单个系统或者三个或更多个系统的驱动控制来驱动和控制电动马达。
[0097]在上述实施例中，使用用于电动助力转向的无刷马达作为示例。替选地，根据本发明的电动设备可被用于除电动助力转向之外的各种用途。本发明可应用于线圈缠绕在转子周围的有刷马达。
[0098]在上述实施例中，多个功率晶体管、线等被布置在同一平面上并且通过树脂模塑而被树脂覆盖，由此构成电力模块。电力模块被水平地布置在散热器的底部中。替选地，本发明可应用于如下构造:其中，功率晶体管、线等可通过树脂模塑单独地被树脂覆盖并且垂直地布置在散热器的侧面上。
[0099]在上述实施例中，使用单个控制板。替选地，可使用两个或更多个控制板。
[0100]在上述实施例中，用盖覆盖散热器的整体。替选地，本发明可应用于如下构造:其中，仅用盖覆盖在散热器的平面部的外部形成的开口。
[0101]本技术还可以如下配置。
[0102](I) 一种电动设备，包括:
[0103]马达壳体；
[0104]定子,其被固定在所述马达壳体的内部；
[0105]转子，其被设置成能够相对于所述定子旋转；
[0106]轴，其被固定到所述转子并且由所述马达壳体以可旋转的方式支撑；
[0107]多个功率晶体管，其被设置在所述马达壳体外部的所述轴的一个轴向侧，使得所述功率晶体管与从缠绕在所述定子或所述转子周围的线圈延伸的引出线电气连接，所述功率晶体管向所述线圈提供驱动电流；
[0108]用于控制所述功率晶体管的切换的控制板，其被设置在所述马达壳体外部的所述功率晶体管的转子侧；以及
[0109]用于吸收由所述功率晶体管生成的热的散热器，其被设置在与所述马达壳体外部的所述转子侧相反的所述控制板的另一侧。
[0110](2)根据(I)所述的电动设备，还包括:
[0111]磁体，其被设置在所述轴的一个轴向端部；以及
[0112]位置传感器，其被设置到所述控制板，以用于输出与由所述磁体生成的磁场的方向对应的信号。
[0113]( 3 )根据(I)所述的电动设备，其中
[0114]所述功率晶体管和所述控制板被固定到所述散热器，并且
[0115]所述散热器和所述马达壳体彼此连接。
[0116](4)根据(I)至(3)中任一项所述的电动设备，其中
[0117]所述功率晶体管与连接所述功率晶体管的线一起通过树脂模塑被插入树脂模中，从而形成电力模块，所述树脂模被模塑成板状，并且
[0118]沿所述轴的轴向方向，按照所述控制板、所述电力模块和所述散热器的顺序从所述马达壳体侧布置它们。
[0119](5)根据(4)所述的电动设备，还包括:
[0120]电子部件，其被设置在所述电力模块关于所述电力模块的板厚度方向与所述控制板相反的一侧，所述电子部件与连接所述功率晶体管的所述线电气连接，其中
[0121]所述散热器具有用于容纳所述电子部件的凹入部分。
[0122](6)根据(5)所述的电动设备，还包括:
[0123]屏蔽构件，其被设置在所述电力模块与所述位置传感器之间。
[0124](7)根据(6)所述的电动设备，其中
[0125]所述屏蔽构件与所述功率晶体管和连接所述功率晶体管的所述线一起通过所述树脂模塑被插入所述树脂模中，由此形成所述电力模块。
[0126](8)根据(I)所述的电动设备，其中
[0127]从所述线圈延伸的所述引出线延伸通过孔并且与所述功率晶体管的端子电气连接，在所述控制板的板厚度方向上，在所述控制板中形成所述孔。
[0128](9)根据(I)所述的电动设备，还包括:[0129]盖，其被设置在所述散热器的与所述马达壳体相反的一侧，所述盖具有屏蔽辐射噪声的功能。
[0130]虽然结合目前被认为是最实际且优选的实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反地，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
【权利要求】
1.一种电动设备,包括: 马达壳体(11)； 定子(15),其被固定在所述马达壳体(11)的内部； 转子(21 )，其被设置成能够相对于所述定子(15)旋转; 轴(25)，其被固定到所述转子(21)并且由所述马达壳体(11)以可旋转的方式支撑； 电力模块(40)，其包括多个功率晶体管(51-58、61-68)，所述多个功率晶体管与从缠绕在所述定子(15)或所述转子(21)周围的线圈(18 )延伸的引出线(19 )电气连接，所述功率晶体管(51-58、61-68)向所述线圈(18)提供驱动电流； 控制所述电力模块(40)的切换的控制板(30);以及 散热器(80)，其被布置成与所述轴(25)分开并被设置在所述轴(25)的一个轴向侧，并且所述散热器吸收所述电力模块(40)生成的热， 其中， 所述散热器(80 )在所述散热器(80 )的中心部分之外具有柱状构件(84)，所述柱状构件(84)在所述轴(25)的轴向方向上延伸；并且 所述散热器(80 )在所述柱状构件(84 )的底部具有热接收表面(85 )。
2.—种电动设备,包括: 马达壳体(11)； 定子(15),其被固定在所述马达壳体(11)的内部； 转子(21 )，其被设置成能够相对于所述定子(15)旋转; 轴(25)，其被固定到所述转子(21)并且由所述马达壳体(11)以可旋转的方式支撑； 多个功率晶体管(51-58、61-68)，其被设置在所述轴(25)的一个轴向侧并且被设置在所述马达壳体(11)外部，并且所述多个功率晶体管与从缠绕在所述定子(15)或所述转子(21)周围的线圈(18)延伸的引出线(19)电气连接，所述功率晶体管(51-58、61-68)向所述线圈(18)提供驱动电流； 设置在所述马达壳体(11)外部的控制板(30)，其控制所述功率晶体管(51-58、61-68)的切换； 设置在所述马达壳体(11)外部的散热器(80)，其吸收所述功率晶体管(51-58、61-68)生成的热； 设置在所述马达壳体(11)外部的磁体(29)，其被设置在所述轴(25)的一个轴向端部；以及 设置在所述马达壳体(11)外部的位置传感器(35)，其输出与由所述磁体(29)生成的磁场的方向对应的信号。
3.根据权利要求2所述的电动设备，其中， 所述位置传感器(35 )被安装在所述控制板(30 )上。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的电动设备，其中， 所述磁体(29)大于所述轴(25)的直径。
【文档编号】H02K11/00GK103921837SQ201410103005
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2011年4月15日 优先权日:2010年4月16日
【发明者】山崎雅志 申请人:株式会社电装