驱动设备和包括驱动设备的电动助力转向设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体上涉及驱动设备和包括驱动设备的电动助力转向设备。
【背景技术】
[0002]常规地，用于电动助力转向设备的驱动设备具有一体式结构，其中用电动助力转向设备来辅助驾驶员的转向操作，在一体式结构中电动机(motor)和电动机控制器被组合为一体。
[0003]用于在专利文献JP 2011-176998 A(专利文献1)中公开的驱动设备的控制器具有两个基板和布置在两个基板之间的散热器，其中，两个基板与电动机的转子的旋转轴线(电动机轴)相垂直地布置。散热器的外壁在外壁的与电动机轴平行的部分处具有附接至外壁的电力模块，并且电力模块成型有要用作逆变器电路的多个开关元件。因此，驱动设备具有散热能力，在电力模块操作时向散热器消散电力模块的热量。
[0004]然而，构成专利文献1的驱动设备的控制器具有两个基板，从而由于电子部件和支撑这些电子部件的基板的厚度而沿电动机轴具有增大的尺寸。此外，电力模块附接在散热器的与电动机轴平行布置的外壁上，这造成了由于电力模块的方形形状而引起的杯状电动机盖内部过多空闲空间。
【发明内容】
[0005]本公开的目的是提供一种沿电动机轴具有较小体积的驱动设备以及使用这样的驱动设备的电动助力转向设备。
[0006]在本公开的一个方面中，驱动设备包括:电动机，电动机具有相对于定子定位的转子；盖，盖具有一端封闭的圆柱形状并且位于电动机的一个轴向端侧；以及基板，基板在盖的内部，垂直于电动机轴，具有实现在基板上以控制向电机提供的电流的电子部件。
[0007]驱动设备还包括连接器，连接器位于基板的电动机侧，具有连接至外部端子的开口。连接器的开口相对于电动机轴面朝外。
[0008]驱动设备还包括散热器，散热器具有形成为一体的框端部和热接收部，以吸收来自实现在基板上的电子部件的热量。框端部覆盖定子和转子的基板侧，以及在穿过电动机轴的方向观察时，热接收部位于连接器的相对于电动机轴的径向内部，并且在垂直于电动机轴的方向观察时，热接收部从框端部朝向基板隆起。
[0009]以这样的方式，连接器位于基板的电动机侧，其中，连接器在构成用于控制电动机的控制器的许多部件中是相对较大的部件。此外，散热器通过具有一体式结构能够提供大的热容量，在一体式机构中，框端部和热接收部被组合为一体并且热接收部位于连接器的径向内部。因此，在覆盖基板的杯状盖内部没有产生过多空闲空间，并且通过减小驱动设备的沿电动机轴的尺寸而构造了较小体积的驱动设备。
[0010]在本公开的另一方面中，设计了一种具有驱动设备的电动助力转向设备。当驱动设备体积减小时，电动助力转向设备在车辆中具有提高的可安装性。
【附图说明】
[0011]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:
[0012]图1为使用本公开的第一实施方式中的驱动设备的电动助力转向设备的示意图；
[0013]图2为本公开的第一实施方式中的驱动设备的侧视图；
[0014]图3为驱动设备的另一侧视图，其中，盖的一部分被从图2中移除；
[0015]图4为驱动设备的沿图3中的箭头IV的又一侧视图，其中，盖的一部分被从图3中移除；
[0016]图5为驱动设备的沿图4中的V-V线的截面视图；
[0017]图6为驱动设备的沿图5中的V1- VI线的截面视图；
[0018]图7为本公开的第二实施方式中的驱动设备的侧视图，其中，盖的一部分被从驱动设备中移除；以及
[0019]图8为驱动设备的沿图7中的VID - VID线的截面视图。
【具体实施方式】
[0020]基于附图描述本公开的实施方式。
[0021](第一实施方式)
[0022]图1至图6中示出了本公开的第一实施方式。本实施方式的驱动设备1用在车辆的电动助力转向设备2中。
[0023]如图1所示，在电动助力转向设备2中，驱动设备基于下述各种信号输出用于转向方向盘操作的辅助扭矩:比如，从扭矩传感器5获得的信号，该扭矩传感器5检测通过驾驶员的用于旋转转向方向盘3的操作而在柱身4中产生的扭矩；以及从车辆的控制器局域网(CAN)获得的关于行驶速度信息的信号。来自驱动设备1的辅助扭矩通过减速齿轮6传送至柱身4。柱身4的旋转运动通过小齿轮(pin1n gear) 7被转换成齿条轴8的直线运动。转向轮9根据齿条轴8的位移量被转向。
[0024]柱身4、小齿轮7和齿条轴8等对应于“在转向方向盘与转向轮之间传送助力的助力传送机构”。
[0025]如图2至图5所示，驱动设备1具有一体式结构，在该一体式结构中电动机10和用于控制电动机10的控制器20被组合成具有一个主体。控制器20布置在相对于电动机10的输出端16的相对侧。在将驱动设备1安装在车辆中时，电动机10达到在垂直方向上的下侧并且控制器20达到在垂直方向上的上侧，即，相对于地面。
[0026]如图5所示，电动机10例如为无刷电动机，并且设置有定子11和转子12。定子11由磁体形成为圆柱形状，并且在一个轴向端由前框端13支承而在另一轴向端由框端部31支承。框端部31是针对控制器20设置的散热器30的一部分，后续将对其进行描述。
[0027]定子11具有缠绕在槽上的线圈14。转子12由磁体形成为圆柱形状，并且位于定子11的径向内部。“径向内部”意指的是，在穿过电动机轴0观察时，转子12形成在定子11的内部，其中，转子12的从转子12至电动机轴0的半径小于定子11的从定子11至电动机轴0的半径。转子12相对于定子11是可旋转的。转子12的轴15在一端由前框端13的轴承17可旋转地支承，而在另一端由框端部31的轴承18可旋转地支承。
[0028]在从控制器20向线圈14提供电力时，电动机10中的定子11生成旋转磁场，并且转子12和轴15根据这样的磁场关于轴旋转。
[0029]如图3至图5所示，控制器20具有:一体化形成有框端部31的散热器30 ;布置在散热器30的相对于电动机10的远侧的基板40 ;以及其他部分。基板40的电动机侧具有附接至基板40的连接器50。此外，散热器30和基板40由具有杯状、即底部封闭式圆柱状的盖60进行保护。
[0030]散热器30具有组合了框端部31和热接收部32的一体式结构，其中，框端部31覆盖定子11和转子12的基板侧，热接收部32从框端部31朝向基板40延伸。散热器30由例如铝等的材料通过例如铸造或切割来形成。散热器30通过提供框端部31来用作电动机的外壳，并且在电子部件41接收电力时通过热接收部32吸收由电子部件41等生成的热量。
[0031]散热器30具有从基板侧缩进至电动机侧的凹形部分33。连接器50位于凹形部分33中。热接收部32相对于凹形部分33位于半径内部。热接收部32的面对基板40的端面321与基板40平行，并且还与实现在基板40的散热器侧表面上的电子部件41平行，并且邻接或接触电子部件41。从而，散热器30可以在不造成盖60中过多空闲空间的情况下保留大的热容量。如图3和图6所示，散热器30具有孔状空间61以用于穿过散热器30连接电动机线19，S卩，用于电动机线19穿过散热器30来连接电动机10的线圈14和基板40。电动机线19从电动机侧穿过空间61，穿过基板40的通孔，并且从基板40的外部面突出。在该情况下，基板40的外部面是基板的远离电动机10的表面。
[0032]本实施方式的驱动设备1设置有仅一个基板40。如图3至图6所示，基板40为例如多层印刷板40，并且用四个螺钉35固定至散热器30，其中，四个螺钉35被分别旋进在散热器30的支撑件34中钻出的螺孔中。基板40相对于电动机轴0垂直地布置(参照图5) ο
[0033]基板40的散热器侧表面支承以下部件。S卩，在基板40的散热器侧安装有:具有开关元件的电子部件41，所述开关元件例如为金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET);检测转子12的位置的旋转角度传感器42 ;以及用于根据转子12的位置来控制线圈的电力供应的集成电路43。此外，在图6中，虚线示出了安装在基板40的散热器侧的电子部件41、旋转角度传感器42和集成电路43以及基板40自身的示例。
[0034]安装在基板40的散热器侧的电子部件41、旋转角度传感器42和集成电路43分别具有扁平形状，即，电子部件41、旋转角度传感器42和集成电路43的宽度和长度大于它们的沿电动机轴