电动驱动装置以及电动动力转向装置的制作方法

文档序号:26674482发布日期:2021-09-17 23:46阅读:102来源:国知局
电动驱动装置以及电动动力转向装置的制作方法

1.本发明涉及电动驱动装置以及电动动力转向装置,尤其涉及内置有电子控制装置的电动驱动装置以及电动动力转向装置。


背景技术:

2.在一般的工业机械领域中,通过电动马达来驱动机械系统控制元件,但最近开始采用将由控制电动马达的旋转速度、转矩的半导体元件等构成的电子控制部一体地装配于电动马达的所谓机电一体型的电动驱动装置。
3.作为机电一体型的电动驱动装置的例子,例如在汽车的电动动力转向装置中,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转矩,基于该检测值驱动电动马达以使其向与转向轴的转动方向相同的方向转动,产生转向辅助转矩。为了控制该电动马达,电子控制部(ecu:electronic control unit,电子控制单元)设置于动力转向装置。
4.作为以往的电动动力转向装置,已知有以下的专利文献1中记载的电动动力转向装置。该电动动力转向装置由电动马达部和电子控制部构成。而且,所述电动马达部的电动马达收纳于具有由铝合金等制成的筒部的马达壳体,安装有所述电子控制部的电子部件的基板收纳于在马达壳体的轴向的与输出轴相反的一侧配置的ecu壳体。
5.收纳于ecu壳体的内部的基板具备:电源电路部;具有对电动马达进行驱动控制的mosfet或igbt等那样的功率开关元件的电力转换电路部;以及对功率开关元件进行控制的控制电路部,功率开关元件的输出端子与电动马达的输入端子经由母线电连接。
6.另外,作为其他的将电子控制装置一体化的电动驱动装置,已知有电动制动器、各种液压控制用的电动液压控制器等,但在以下的说明中以电动动力转向装置为代表进行说明。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1:日本特开2016

119799号公报


技术实现要素:

10.发明要解决的课题
11.然而,在如专利文献1那样的结构的电动动力转向装置中,在连接器壳体与散热部件之间配置粘接剂,在该散热部件与马达壳体部件之间配置o型环而形成防水结构,防止水从外部浸入。
12.但是,电子控制部的收纳空间容易因电子控制部自身的发热的影响而产生内部压力波动的内压变动。
13.因此,如果因温度变动而使收纳空间的压力变得比外部高,则有可能导致粘接剂或o型环从密封面剥离而损害防水功能,另外,若压力变低,则设想水分会从粘接剂或o型环
的间隙浸入,有可能因浸入的水分而导致电子控制部的电气部件产生故障。因此,要求对收纳空间的内压变动进行缓冲。
14.另外,在这种电子控制部中,为了控制、驱动电动机而使用mosfet那样的开关元件,由此产生的发热量大。因此,利用散热器等将由开关元件产生的热向外部散热,但由于电动动力转向装置的小型化等要求,由散热器进行的散热也存在极限,还要求进一步提高散热性能。
15.因此,在这种电动驱动装置以及电动动力转向装置中,期望解决上述问题,本发明是以满足这样的要求为前提而作出的。
16.本发明的目的在于提供一种能够抑制电子控制部的收纳空间的内压变动,并且能够将由电子控制部产生的热高效地向外部散热电动驱动装置以及电动动力转向装置。
17.用于解决课题的方案
18.本发明的特征在于,设置将电子控制部的收纳空间与外部连接而使空气流通来缓冲内压变动的空气流通通路,将空气流通通路的收纳空间侧作为被分割为多个通路的分割空气流通通路,进而以与在该分割空气流通通路中流动的空气热接触的方式配置冷却对象部件,并且使分割空气流通通路的总截面积比未被分割的空气流通通路的截面积小。
19.发明的效果
20.根据本发明,通过空气流通通路将电子控制部的收纳空间与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路的收纳空间侧的分割空气流通通路中流动的空气的流速而将冷却对象部件的热高效地向外部散热。
附图说明
21.图1是作为应用本发明的一例的转向装置的整体立体图。
22.图2是本发明的第一实施方式的电动动力转向装置的整体立体图。
23.图3是图2所示的电动动力转向装置的分解立体图。
24.图4是图3所示的马达壳体的立体图。
25.图5是在轴向上剖开图4所示的马达壳体的剖视图。
26.图6是表示将电力转换电路部载置于图4所示的马达壳体的状态的立体图。
27.图7是表示将电源电路部载置于图6所示的马达壳体的状态的立体图。
28.图8是表示将控制电路部载置于图7所示的马达壳体的状态的立体图。
29.图9是表示将连接器端子组装体载置并固定于图8所示的马达壳体的状态的外观立体图。
30.图10是用于说明本发明的第一实施方式的电动动力转向装置的主要部分的剖视图。
31.图11是从上侧观察形成于图10所示的马达壳体的端面部的分割空气流通通路的俯视图。
32.图12a是表示图11所示的分割空气流通通路的另一变形例的俯视图。
33.图12b是表示图11所示的分割空气流通通路的又一变形例的俯视图。
34.图13是用于说明本发明的第二实施方式的电动动力转向装置的主要部分的剖视图。
35.图14是从上表面观察图13所示的发热元件即电子部件的俯视图。
36.图15是用于说明本发明的第三实施方式的电动动力转向装置的主要部分的剖视图。
37.图16是从斜上方观察图15的立体图。
38.图17是拆卸图15所示的热传递功能部件后从斜上方观察的立体图。
具体实施方式
39.以下,使用附图详细说明本发明的实施方式,但本发明不限于以下的实施方式,在本发明的技术概念中在其范围内也包括各种变形例和应用例。
40.在说明本发明的实施方式之前,使用图1对作为应用本发明的一例的转向装置的结构进行简单说明。
41.首先,对用于使汽车的前轮转向的转向装置进行说明。转向装置1如图1所示那样构成。在与未图示的方向盘连结的转向轴2的下端设置有未图示的小齿轮,该小齿轮与在车身左右方向上较长的未图示的齿条啮合。在该齿条的两端连结有用于使前轮向左右方向转向的拉杆3,齿条被齿条壳体4覆盖。而且,在齿条壳体4与拉杆3之间分别设置有橡胶保护罩5。
42.为了辅助对方向盘进行转动操作时的转矩而设置有电动动力转向装置6。即,设置有对转向轴2的转动方向和转动转矩进行检测的转矩传感器7,设置有:基于转矩传感器7的检测值经由齿轮10对齿条施加转向辅助力的电动马达部8;以及对配置于电动马达部8的电动马达进行控制的电子控制部9(ecu)。
43.电动动力转向装置6的电动马达部8的输出轴侧的外周部的3个部位经由未图示的螺栓与齿轮10连接,在电动马达部8的与输出轴相反的一侧设置有电子控制部9。
44.在电动动力转向装置6中,当通过操作方向盘而向任一方向转动操作转向轴2时,转矩传感器7检测该转向轴2的转动方向和转动转矩,控制电路部基于该检测值来运算电动马达的驱动操作量。
45.基于该运算出的驱动操作量,利用电力转换电路部的功率开关元件驱动电动马达,电动马达的输出轴以将转向轴1向与操作方向相同的方向驱动的方式转动。输出轴的转动从未图示的小齿轮经由齿轮10向未图示的齿条传递,使汽车转向。由于这些结构、作用已经众所周知,因此,省略进一步的说明。
46.如上所述,电子控制部9的收纳空间因该电子控制部9自身的发热的影响而产生内压变动。因此,如果因温度变动而使收纳空间的压力变得比外部高,则有可能导致粘接剂或o型环从密封面剥离而损害防水功能,另外,若压力变低,则设想水分会从粘接剂或o型环的间隙浸入,有可能因浸入的水分而导致电子控制部的电气部件产生故障。因此,要求对内压变动进行缓冲。
47.另外,在这种电子控制部9中,为了控制驱动电动机而使用mosfet那样的开关元件,由此产生的发热量大。因此,利用散热器等将由开关元件产生的热向外部散热,但由于电动动力转向装置的小型化等要求,由散热器进行的散热也存在极限,还要求进一步提高散热性能。
48.实施例1
49.鉴于这样的背景,在本发明的第一实施方式中提出了下述那样的结构的电动动力转向装置。
50.即,在本实施方式中,采用如下结构:设置将电子控制部的收纳空间与外部连接而使空气流通来缓冲内压变动的空气流通通路,将空气流通通路的收纳空间侧作为被分割为多个通路的分割空气流通通路,进而以与在该分割空气流通通路中流动的空气热接触的方式配置冷却对象部件,并且使分割空气流通通路的总截面积比未被分割的空气流通通路的截面积小。
51.另外,在后述的实施方式中,冷却对象部件是电力转换电路部、控制电路部中使用的发热的电子部件,另外,是受到电子部件的发热的影响的热传递功能部件。
52.由此,通过空气流通通路将电子控制部的收纳空间与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路的收纳空间侧的分割空气流通通路中流动的空气的流速而将冷却对象部件的热高效地向外部散热。
53.以下,使用图2至图11对本发明的第一实施方式的电动动力转向装置的具体结构进行详细说明。
54.在此,图2是表示本实施方式的电动动力转向装置的整体结构的图,图3是将图2所示的电动动力转向装置的结构部件分解而从倾斜方向观察的图,图4至图9是表示按照各结构部件的组装顺序组装各结构部件后的状态的图,图10是将本实施方式的电动动力转向装置的主要部分剖开的图,图11是说明分割空气流通通路的图。因此,在以下的说明中,适当引用各附图进行说明。
55.另外,在图4至图9中,控制电路部与电源电路部的电子部件、电气部件的结构与图3所示的部件的结构稍微不同,但在功能上是相同的功能。
56.如图2所示,构成电动动力转向装置的电动马达部8由具有由铝合金等制成的筒部的马达壳体11和收纳于马达壳体11的未图示的电动马达构成,电子控制部9由配置在马达壳体11的轴向的与输出轴相反的一侧的、由铝合金等制成的金属罩12以及收纳于金属罩12的未图示的电子控制部构成。
57.马达壳体11和金属罩12在其相向端面通过粘接剂或熔敷或固定螺栓一体地固定。马达壳体11形成收纳电动马达的收纳空间。另外,金属罩12在内部形成收纳电子控制部的收纳空间,收纳于该收纳空间的电子控制部由生成所需的电源的电源电路部、具有由对电动马达部8的电动马达进行驱动控制的mosfet或igbt等构成的功率开关元件的电力转换电路、对该功率开关元件进行控制的控制电路部构成,功率开关元件的输出端子与电动马达的线圈输入端子经由母线电连接。
58.在金属罩12的端面,通过固定螺栓固定有连接器端子组装体13。连接器端子组装体13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、以及将控制状态向外部设备送出的控制状态送出用的连接器端子形成部13c。
59.而且,收纳于金属罩12的电子控制部经由由合成树脂制成的电力供给用的连接器端子形成部13a从电源供给电力,另外,从检测传感器类部件经由检测传感器用的连接器形成端子部13b供给运转状态等的检测信号,当前的电动动力转向装置的控制状态信号经由控制状态送出用的连接器端子形成部13c送出。
60.图3表示电动动力转向装置6的分解立体图。在马达壳体11的内部嵌合有圆环状的
铁制的侧磁轭(未图示),在该侧磁轭内收纳有电动马达(未图示)。电动马达的输出部14经由齿轮对齿条施加转向辅助力。另外,电动马达的具体结构是众所周知的,因此,在此省略说明。
61.马达壳体11由铝合金制成,作为将由电动马达产生的热、由后述的电源电路部、电力转换电路部产生的热向外部大气放出的散热部件发挥功能。由电动马达和马达壳体11构成电动马达部8。
62.在电动马达部8的输出部14的相反侧的马达壳体11的端面部15,以相邻的方式安装有电子控制部9(ec)。电子控制部9由电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18构成。马达壳体11的端面部15与马达壳体11一体地形成,但除此之外,也可以仅分体形成端面部15,通过螺栓、焊接与马达壳体11一体化。
63.在此,电力转换电路部16与电力转换电路部17以及控制电路部18构成冗余系统,构成主电子控制部和副电子控制部的双重系统。而且,通常由主电子控制部控制、驱动电动马达,但在主电子控制部产生异常、故障时,切换到副电子控制部来控制、驱动电动马达。
64.因此,如后所述,通常将来自主电子控制部的热传递到马达壳体11,在主电子控制部产生异常、故障时,主电子控制部停止而副电子控制部工作,来自副电子控制部的热传递到马达壳体11。
65.另外,与该冗余系统不同,也可以将主电子控制部和副电子控制部合并而作为标准的电子控制部发挥功能,在一方的电子控制部产生异常、故障时,通过另一方的电子控制部利用一半的能力控制、驱动电动马达。在该情况下,虽然电动马达的能力成为一半,但能够确保电动动力转向装置功能。因此,在通常的情况下,主电子控制部和副电子控制部的热被传递到马达壳体11。
66.电子控制部9(ec)由控制电路部18、电源电路部17、电力转换电路部16以及连接器端子组装体13构成,朝向从马达壳体11的端面部15侧离开的方向,以电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18、连接器端子组装体13的顺序配置。控制电路部18生成对电力转换电路部16的开关元件进行驱动的控制信号,由微型计算机、周边电路等构成。
67.电源电路部17生成驱动控制电路部18的电源和电力转换电路部16的电源,由电容器、线圈、开关元件等构成。电力转换电路部16对在电动马达的线圈中流动的电力进行调整,由构成三相的上下臂的开关元件等构成。
68.在电子控制部9(ec)中发热量多的主要是电力转换电路部16和电源电路部17,电力转换电路部16和电源电路部17的热从由铝合金构成的马达壳体11散热。另外,在本实施方式中,成为在电动马达的旋转轴的端部侧的马达壳体11的端面部安装有弹性功能部件36b和盖部件36a的结构。利用形成于该盖部件36a的弹性功能部件36b,将电力转换电路部16朝向形成于马达壳体11的端面的散热部侧按压,将电力转换电路部16按压、保持于散热部。
69.在控制电路部18与金属罩12之间,设置有由合成树脂构成的连接器端子组装体13,与供给电源的车辆蓄电池(电源)连接,而且以能够将电动动力转向装置的当前的控制状态向外部的未图示的其他控制装置发送的方式连接。当然,该连接器端子组装体13与电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18连接是不言而喻的。
70.金属罩12具备收纳电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18并将它们
水密性地密封的功能,在本实施方式中,利用液状垫圈粘接固定于马达壳体11。该液状垫圈通过是在常温下具有流动性的物质,通过涂敷于接合面而在规定时间后干燥或均匀化,形成弹性皮膜或粘合性的覆膜。因此,维持接合部的水密性并且具备耐压功能。另外,由于金属罩12由金属制成,因此,也一并具备将从电力转换电路部16、电源电路部17等产生的热向外部散热的功能。
71.接着,基于图4至图9对各结构部件的结构和组装方法进行说明。首先,图4表示马达壳体11的外观,图5表示其轴向截面。
72.在图4、图5中,马达壳体11由形成为筒状的形态的侧周面部11a、将侧周面部11a的一端封闭的端面部15、将侧周面部11a的另一端封闭的端面部19构成。在本实施方式中,马达壳体11是有底圆筒状,侧周面部11a与端面部15一体地形成。另外,端面部19具备盖的功能,在将电动马达收纳于侧周面部11a之后将侧周面部11a的另一端封闭。
73.如图5所示,在侧周面部11a的内部,嵌合有在铁芯上卷绕有线圈20的定子21,在该定子21的内部,能够旋转地收纳有埋设有永磁铁的转子22。在转子22固定有旋转轴23,一端成为输出部14,另一端成为用于检测旋转轴23的旋转相位、转速的旋转检测部24。在旋转检测部24设置有永磁铁,贯通设置于端面部15的贯通孔25而向外部突出。而且,通过由未图示的gmr元件等构成的磁感应部检测旋转轴23的旋转相位、转速。
74.返回到图4,在位于与旋转轴23的输出部14相反的一侧的端面部15的面上,形成有电力转换电路部16和电源电路部17的散热区域15a、15b。在端面部15的四个角部,一体地直立设置有基板固定凸部26,在内部形成有螺纹孔26s。基板固定凸部26是为了固定后述的控制电路部18的基板而设置的。另外,在从后述的电力转换用散热区域15a直立设置的基板固定凸部26,形成有与也后述的电源用散热区域15b在轴向上相同高度的基板承接部27。该基板承接部27用于载置后述的电源电路部17的玻璃环氧基板31。
75.形成端面部15的与旋转轴23正交的径向的平面区域被一分为二。一个形成安装有电力转换电路部16的电力转换用散热区域15a,另一个形成安装有电源电路部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形成为面积比电源用散热区域15b的面积大。这是出于如下目的,由于如上所述采用了双重系统,因此需要确保电力转换电路部16的设置面积。
76.而且,电力转换用散热区域15a和电源用散热区域15b具有朝向轴向(旋转轴23延伸的方向)而高度不同的台阶。即,从电动马达的旋转轴23的方向观察,电源用散热区域15b形成为在离开电力转换用散热区域15a的方向上具有台阶。该台阶被设定为如下长度:在设置电力转换电路部16之后设置电源电路部17的情况下,电力转换电路部16和电源电路部17互不干涉。
77.在电力转换用散热区域15a形成有3个细长的矩形的突状载置部28。上述各突状载置部28设置有后述的双重系统的电力转换电路部16。另外,各突状载置部28在电动马达的旋转轴23的方向上观察时向离开电动马达的方向突出地延伸。
78.另外,电源用散热区域15b为平面状,设置有后述的电源电路部17。因此,突状载置部28作为将由电力转换电路部16产生的热向端面部15传热的散热部发挥功能,电源用散热区域15b作为将由电源电路部17产生的热向端面部15传热的散热部发挥功能。
79.这样,在本实施方式的马达壳体11的端面部15中,能够省略散热部件而缩短轴向
上的长度。另外,马达壳体11具有足够的热容量,因此,能够将电源电路部17、电力转换电路部16的热高效地向外部散热。
80.接着,图6表示将电力转换电路部16设置于突条散热部28的状态。如图6所示那样,在形成于电力转换用散热区域15a的突状载置部28的上部设置有由双重系统构成的电力转换电路部16。构成电力转换电路部16的开关元件载置于金属基板(在此使用铝系的金属),构成为容易散热。而且,包括开关元件以及开关元件侧的金属基板在内,由合成树脂封装。
81.因此,电力转换电路部16的金属基板成为与突状载置部28热连接的结构。因此,能够使由开关元件产生的热高效地向突状载置部28传热。在电力转换电路部16的金属基板与突状载置部28之间,优选涂敷有传热性润滑脂,也能够容易地将电力转换电路部16的热传递到突状载置部28。另外,也如图3所示,电力转换电路部16被安装在旋转轴23的端部的盖部件36a的弹性功能部件36b朝向突状载置部28侧按压、保持。
82.被传递到突状载置部28的热向电力转换用散热区域15a扩散,进而向马达壳体11的侧周面部11a传热而向外部散热。在此,如上所述,电力转换电路部16的轴向的高度比电源用散热区域15b的高度低,因此,不会与后述的电源电路部17干涉。
83.接着,图7表示从电力转换电路部16的上方设置有电源电路部17的状态。如图7所示那样,在电源用散热区域15b的上部设置有电源电路部17。构成电源电路部17的电容器29、线圈30等载置于玻璃环氧基板31。电源电路部17也采用双重系统,由图可知,分别对称地形成有由电容器29、线圈30等构成的电源电路。
84.该玻璃环氧基板31的电源用散热区域15b侧的面以与电源用散热区域15b接触的方式固定于端面部15。如图6所示,固定方法为经由设置于基板固定凸部26的基板承接部27的未图示的螺纹孔通过固定螺栓固定。另外,经由设置于电源用散热区域15b的螺纹孔27s通过固定螺栓固定。
85.另外,由于电源电路部17由玻璃环氧基板31形成,因此,能够进行双面安装。而且,在玻璃环氧基板31的电源用散热区域15b侧的面上,安装有由未图示的gmr元件、其检测电路等构成的旋转相位、转速检测部,与设置于旋转轴23的旋转检测部24协作来检测旋转轴23的旋转相位、转速。
86.这样,玻璃环氧基板31以与电源用散热区域15b接触的方式被固定,因此,能够使由电源电路部17产生的热高效地向电源用散热区域15b传热。被传递到电源用散热区域15b的热向马达壳体11的侧周面部11a扩散并传热而向外部散热。在此,通过在玻璃环氧基板31与电源用散热区域15b之间夹设传热性良好的粘接剂、散热润滑脂、散热片中的任一个,能够进一步提高传热性能。
87.接着,图8表示从电源电路部17的上方设置有控制电路部18的状态。如图8所示,在电源电路部17的上部设置有控制电路部18。构成控制电路部18的微型计算机32、周边电路33载置于作为安装基板的玻璃环氧基板34。控制电路部18也采用双重系统,由图可知,分别对称地形成有由微型计算机32、周边电路33构成的控制电路。另外,微型计算机32、周边电路33也可以设置于玻璃环氧基板34的电源电路17侧的面。
88.如图8所示,该玻璃环氧基板34以被连接器组装体13夹持的方式利用未图示的固定螺栓固定于在基板固定凸部26(参照图6)的顶部设置的螺纹孔26s,电源电路部17(参照图7)的玻璃环氧基板31与控制电路部18的玻璃环氧基板34之间成为配置图7所示的电源电
路部17的电容器29、线圈30等的空间。
89.根据本实施方式,在形成于电力转换用散热区域15a的突状载置部28的上部设置有电力转换电路部16。因此,能够使由电力转换电路部16的开关元件产生的热高效地向突状载置部28传热。并且,被传递到突状载置部28的热向电力转换用散热区域15a扩散,并向马达壳体11的侧周面部11a传热而向外部散热。
90.同样地,在电源用散热区域15b的上部设置有电源电路部17。载置有电源电路部17的电路元件的玻璃环氧基板31的电源用散热区域15b侧的面以与电源用散热区域15b接触的方式固定于端面部15。因此,能够使由电源电路部17产生的热高效地向电源用散热区域15b传热。被传递到电源用散热区域15b的热向马达壳体11的侧周面部11a扩散并传热而向外部散热。
91.根据如上所述的结构,通过至少使由电源电路部17、电力转换电路部16产生的热向马达壳体11的端面部15传热,能够省略散热部件而缩短轴向上的长度。另外,马达壳体11具有足够的热容量,因此,能够将电源电路部16、电力转换电路部17的热高效地向外部散热。
92.接着,图9表示从控制电路部18的上方设置有连接器组装体13的状态。如图9所示那样,在控制电路部18的上部设置有连接器组装体13。而且,连接器组装体13以夹入控制电路部18的玻璃环氧基板34的方式通过固定螺栓26b固定于在基板固定凸部26的顶部设置的螺纹孔26s。在该状态下,如图3所示,连接器组装体13与电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18电连接。
93.并且,金属罩12的开口端37与马达壳体11的台阶部35卡合,在设置于外周方向的固定区域中通过压接固定而被固定。如上所述,在端面部15的端周面形成的马达壳体侧的环形的台阶部35与金属罩12的开口端37以被称为“套筒卡合”或“套筒嵌合”的方式卡合。
94.而且,如在要解决的课题部分所述,电子控制部的收纳空间由于电子控制部自身的发热的影响而产生内压变动。因此,如果因温度变动而使收纳空间的压力变得比外部高,则有可能导致粘接剂或o型环从密封面剥离而损害防水功能,另外,若压力变低,则设想水分会从粘接剂或o型环的间隙浸入,有可能因浸入的水分而导致电子控制部的电气部件产生故障。因此,要求对收纳空间的内压变动进行缓冲。
95.另外,在这种电子控制部中,为了驱动控制电动机而使用mosfet那样的开关元件,由此产生的发热量大。因此,利用散热器等将由开关元件产生的热向外部散热,但由于电动动力转向装置的小型化等要求,由散热器进行的散热也存在极限,还要求进一步提高散热性能。
96.因此,在本实施方式中,提出以下所示的结构。在图10以及图11中,在形成于马达壳体11的端面部15的电力转换用散热区域15a,如上所述形成有向电子控制部延伸的突状载置部28。在该突状载置部28载置有电力转换电路部16。电力转换电路部16由合成树脂封装,通过弹性功能部件36b按压、固定于突状载置部28。
97.在此,电力转换电路部16是由mosfet等开关元件构成的电子部件,作为发热量大的发热元件进行处理,相当于“冷却对象部件”。
98.在马达壳体11的端面部15的内部,形成有朝向突状载置部28的表面贯通而开口的、与旋转轴23平行地形成的空气流通通路38a。该空气流通通路38a与以与旋转轴23正交
的方式形成的空气流通通路38b连接。空气流通通路38b在马达壳体11的端面部15的外周面开口,马达壳体11的外部与电子控制部的收纳空间sp流体连通地连接。由此,能够进行空气的出入。
99.在开口于马达壳体11的端面部15的外周面的空气流通通路38b的开口面安装有防水透湿膜39。防水透湿膜39具备不使水分通过但允许水蒸气、空气等气体通过的功能,用于在因内压变动而使收纳空间sp成为负压时防止水分浸入。另外,该空气流通通路38b不仅能够在马达壳体11的端面部15的外周面开口,还能够在马达壳体11的电动马达的收纳空间开口。在该情况下,马达壳体11的收纳空间经由其他通路与外部连接。
100.而且,在突状载置部28的表面形成有空气流通通路38a贯通的开口区域部40,以该开口区域部40的中央为中心,分割空气流通通路41(参照图11)呈放射状地向外侧延伸。即,如图11所示,在突状载置部28的表面形成有朝向马达壳体11侧挖入的3个槽,具备通过与电力转换电路部16接触而散热的功能和利用在分割空气流通通路41中流动的空气散热的功能。
101.在图11中示出该方式,在突状载置部28的表面形成有开口区域部40,形成有接触部28c和以中央附近为中心的槽状的分割空气流通通路41。分割空气流通通路41是在突状载置部28的表面形成的3个槽状的通路,在这些通路相交的中心连接有空气流通通路38a。因此,除分割空气流通通路41以外,成为接触部28c。该槽状的分割空气流通通路41可以通过机械加工(切削)形成,也可以由模具形成。
102.而且,该槽状的分割空气流通通路41在电力转换电路部16载置于突状载置部28的状态下,电力转换电路部16的载置面(壁面)作为分割空气流通通路41的一部分发挥功能。即,在槽状的分割空气流通通路41中流动的空气与电力转换电路部16的载置面接触而流动,因此,吸收电力转换电路部16的热。并且,槽状的分割空气流通通路41遍布突状载置部28的大致整个面,形成为从载置于突状载置部28的电力转换电路部16的载置面的宽广范围吸热的形态。
103.更为重要的是,所有的分割空气流通通路41的流通截面积的总和(sd)被设定为未被分割的空气流通通路38a、38b的流通截面积(sb)小的值。由此,能够加快在各个分割空气流通通路41中流动的空气的流速。如果提高空气的流速,则能够提高传热系数,能够高效地对由电力转换电路部16产生的热进行散热。
104.另外,吸热后的空气从在马达壳体11的端面部15的外周面形成的空气流通通路38b的开口向外部排出。由此,电力转换电路部16比以往更高效地被冷却,能够改善散热特性。
105.另一方面,当收纳空间sp成为负压时,从空气流通通路38b吸入的温度低的外部的空气通过空气流通通路38a和分配空气流通通路41流入收纳空间sp内,但此时也从载置于突状载置部28的电力转换电路部16的载置面的宽广范围吸热而向收纳空间sp内排出。吸热后的空气经由金属罩12、马达壳体11的端面部15向外部散热。
106.这样,通过空气流通通路38a、38b将电子控制部的收纳空间sp与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路38a、38b的收纳空间sp侧的分割空气流通通路41中流动的空气的流速而高效地对作为“冷却对象部件”的电力转换电路部(发热元件)16的热进行散热。
107.另外,如上所述,也能够在电力转换电路部16与突状载置部28之间涂敷传热润滑脂,但也能够通过设置分割空气流通通路而不涂敷传热润滑脂,还能够期待降低制造成本的效果。
108.图12a表示分配空气流通通路41的变形例,在该例中,在突状载置部28形成有与空气流通通路38a相交并沿长边方向延伸的分配空气流通通路(长边方向)41h

a和与分配空气流通通路(长边方向)41h

a正交的多个沿短边方向延伸的分配空气流通通路(短边方向)41v

a。
109.另外,图12b也表示分配空气流通通路41的变形例,在该例中,在突状载置部28形成有与空气流通通路38a相交并沿短边方向延伸的分配空气流通通路(短边方向)41v

b和与分配空气流通通路(短边方向)41v

b正交的多个沿长边方向延伸的分配空气流通通路(长边方向)41h

b。
110.在这些变形例中,槽状的分割空气流通通路41也遍布突状载置部28的大致整个面,形成为从载置于突状载置部28的电力转换电路部16的载置面的宽广范围吸热的形态。
111.实施例2
112.接着,对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中,在金属罩12形成有空气流通通路42。
113.在图13中,在本实施方式中,连接器组装体13沿与旋转轴23的轴线正交的方向延伸,贯通形成于金属罩12的侧面的开口而向外部露出,在附图中未显示。而且,与第一实施方式相比,金属罩12的整体高度相应地降低。
114.与第一实施方式同样地,在突状载置部28的表面形成有开口区域部40,形成有以中央附近为中心的槽状的分割空气流通通路41。分割空气流通通路41是在突状载置部28的表面形成的3个槽状的通路,在这些通路相交的中心连接有空气流通通路38a。该结构是与图10相同的结构,因此省略说明。
115.另一方面,在本实施方式中,除此之外,还形成有贯通金属罩12的头顶部12t的空气流通通路42,通过该空气流通通路42将收纳空间sp与外部连接。另外,在空气流通通路42开口的金属罩12的外侧安装有防水透湿膜43。该防水透湿膜43也具备不使水分通过但允许水蒸气、空气等气体通过的功能。在此,在本实施方式中,在金属罩12形成有空气流通通路42,因此,无法如第一实施方式那样形成分割空气流通通路41。
116.因此,在本实施方式中,利用作为发热元件的微型计算机的合成树脂封装来形成分割空气流通通路45。在此,构成控制电路部18的电子部件即微型计算机相当于“冷却对象部件”。
117.在图13中,构成控制电路部18的微型计算机44(相当于图8所示的微型计算机32)与金属罩12的内壁面紧贴配置。而且,该微型计算机44由合成树脂围绕(以下,表述为封装化微型计算机),在其一面侧,分割空气流通通路45呈放射状地向外侧延伸。
118.即,如图14所示,在收纳有微型计算机44的合成树脂的表面形成有3个槽而形成有分割空气流通通路45。而且,在紧贴于金属罩12的状态下,分割空气流通通路45与金属罩12的内壁面协作而形成供空气流动的通路。
119.在图14中,在形成封装化微型计算机44的合成树脂的平面状的外表面形成有开口区域部46,形成有以中央附近为中心呈放射状地向外侧延伸的槽状的分割空气流通通路
45。
120.分割空气流通通路45是在封装化微型计算机44的外表面形成的3个槽状的通路,在这些通路相交的中心形成有与空气流通通路42连接的集合部47。另外,该槽状的分割空气流通通路45由合成树脂的模塑模具形成。另外,能够形成图12a、图12b所示那样的形状的分割空气流通通路。
121.而且,封装化微型计算机44在紧贴于金属罩12的内壁面而抵接的状态下,形成封装化微型计算机44的分割空气流通通路45。而且,在槽状的分割空气流通通路45中流动的空气与封装化微型计算机44接触而流动,因此,吸收封装化微型计算机44的热。并且,槽状的分割空气流通通路45遍布封装化微型计算机44的外表面(开口区域部46)的大致整个面,形成为从封装化微型计算机44的外表面(开口区域部46)的宽广范围吸收热的形态。
122.另外,与第一实施方式同样地,所有的分割空气流通通路45的流通截面积的总和(sd)被设定为比未被分割的空气流通通路42的流通截面积(sb)小的值。由此,能够加快在各个分割空气流通通路45中流动的空气的流速。如果提高空气的流速,则能够提高传热系数,能够高效地对由封装化微型计算机44产生的热进行散热。
123.另外,吸热后的空气经由空气流通通路42从形成于金属罩12的外表面的开口向外部排出。由此,封装化微型计算机44比以往更高效地被冷却,能够改善散热特性。
124.另一方面,当收纳空间sp成为负压时,从空气流通通路42吸入的温度低的外部的空气通过分配空气流通通路45流入收纳空间sp内,但此时也从形成于封装化微型计算机44的开口区域部46的宽广范围吸热而向收纳空间sp内排出。吸热后的空气经由金属罩12、马达壳体11的端面部15向外部散热。
125.这样,在本实施方式中,也通过空气流通通路42将电子控制部的收纳空间sp与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路42的收纳空间sp侧的分割空气流通通路45中流动的空气的流速而高效地对作为“冷却对象部件”的微型计算机(发热元件)44的热进行散热。
126.实施例3
127.接着,对本发明的第三实施方式进行说明。在第一实施方式以及第二实施方式中,采用了利用分割空气流通通路对从开关元件、微型计算机那样的发热元件产生的热进行吸热的方式,但在本实施方式中,提出将收纳空间sp内的热高效地散热的结构。
128.在图15~图17中,在形成于马达壳体11的端面部15的电力转换用散热区域15a,如上所述形成有向电子控制部延伸的突状载置部28。在该突状载置部28载置有电力转换电路部16。电力转换电路部16由合成树脂封装,通过弹性功能部件36向突状载置部28侧按压、固定。
129.在马达壳体11的端面部15的内部,形成有与突状载置部28相邻地朝向电力转换用散热区域15a的表面贯通而开口的、与旋转轴23平行地形成的空气流通通路48a。另外,该空气流通通路48a与以与旋转轴23正交的方式形成的空气流通通路48b连接。空气流通通路48b在马达壳体11的端面部15的外周面开口,由此,马达壳体11的外部与电子控制部的收纳空间sp流体连通地连接,能够进行空气的出入。
130.在开设于马达壳体11的端面部15的外周面的空气流通通路48b的开口面安装有防水透湿膜49。防水透湿膜49具备不使水分通过但允许水蒸气、空气等气体通过的功能,用于
在因内压变动而使收纳空间sp成为负压时防止水分浸入。
131.另外,该空气流通通路48b与第一实施方式同样地,不仅能够在马达壳体11的端面部15的外周面开口,还能够在马达壳体11的电动马达的收纳空间开口。在该情况下,马达壳体11的收纳空间经由其他通路与外部连接。
132.而且,在与突状载置部28相邻的电力转换用散热区域15a的表面,形成有与第一实施方式相同结构的、空气流通通路48a贯通的开口区域部50(参照图17)。如图17所示,在该开口区域部50,分割空气流通通路51以开口区域部50的中央为中心呈放射状地向外侧延伸。即,在电力转换用散热区域15a的表面形成有朝向马达壳体11侧挖入的3个槽。
133.在图17中示出该状态,在电力转换用散热区域15a的表面形成有开口区域部50,呈放射状地形成有以中央附近为中心的槽状的分割空气流通通路51。分割空气流通通路51是在电力转换用散热区域15a的表面形成的3个槽状的通路,在这些通路相交的中心连接有空气流通通路48a。该槽状的分割空气流通通路51可以通过机械加工(切削)形成,也可以由模具形成。另外,能够形成图12a、图12b所示那样的形状的分割空气流通通路。
134.在开口区域部50载置有相当于“冷却对象部件”的平板状的热传递功能部件52,在热传递功能部件52载置于开口区域部50的状态下,热传递功能部件52的载置面(壁面)作为分割空气流通通路51的一部分发挥功能。另外,平板状的热传递功能部件52通过固定螺栓53在开口区域部50的两端固定于电力转换用散热区域15a。
135.而且,在槽状的分割空气流通通路51中流动的空气与热传递功能部件52的载置面接触而流动,因此,吸收热传递功能部件52的热。并且,槽状的分割空气流通通路51遍布开口区域部50的大致整个面,形成为从载置于开口区域部50的热传递功能部件52的载置面的宽广范围吸收热的形态。
136.热传递功能部件52例如由铝合金、铜等传热性能良好的金属制成,由于周围空气的热、电力转换电路部16的辐射热而使得温度变高。尤其是,开口区域部50与突状载置部28相邻,因此,热传递功能部件52成为容易受到电力转换电路部16的热的结构。因此,能够将热高效地从热传递功能部件52向在分割空气流通通路51中流动的空气散热。
137.另外,与第一实施方式同样地,所有的分割空气流通通路51的流通截面积的总和(sd)被设定为比未被分割的空气流通通路48a、48b的流通截面积(sb)小的值。由此,能够加快在各个分割空气流通通路51中流动的空气的流速。如果提高空气的流速,则能够提高传热系数,能够高效地从热传递功能部件52散热。吸热后的空气从在马达壳体11的端面部15的外周面形成的空气流通通路48b的开口向外部排出。
138.另一方面,当收纳空间sp成为负压时,从空气流通通路48b吸入的温度低的外部的空气通过空气流通通路48a、分配空气流通通路51流入收纳空间sp内,但此时也从载置于开口区域部50的热传递功能部件52的载置面的宽广范围吸热而向收纳空间sp内排出。吸热后的空气经由金属罩12、马达壳体11的端面部15向外部散热。
139.这样,在本实施方式中,也通过空气流通通路48a、48b将电子控制部的收纳空间sp与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路48a、48b的收纳空间sp侧的分割空气流通通路51中流动的空气的流速而高效地对作为“冷却对象部件”的热传递功能部件52的热进行散热。
140.如上所述,本发明采用如下结构:设置将电子控制部的收纳空间与外部连接而使
空气流通来缓冲内压变动的空气流通通路,将空气流通通路的收纳空间侧作为被分割为多个通路的分割空气流通通路,进而以与在该分割空气流通通路中流动的空气热接触的方式配置冷却对象部件,并且使分割空气流通通路的总截面积比未被分割的空气流通通路的截面积小。
141.由此,通过空气流通通路将电子控制部的收纳空间与外部连接,因此,能够对内压变动进行缓冲,进而能够加快在空气流通通路的收纳空间侧的分割空气流通通路中流动的空气的流速而将冷却对象部件的热高效地向外部散热。
142.另外,本发明并不限于上述实施例,包括各种变形例。例如,上述实施例为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明,但并不限定于必须具备已说明的全部结构。另外,可以将某实施例的结构的一部分替换为其他实施例的结构,另外,也可以在某实施例的结构上增加其他实施例的结构。另外,针对各实施例的结构的一部分,能够进行其他结构的追加、删除、替换。
143.附图标记说明
144.6电动动力转向装置、8电动马达部、9电子控制部、11马达壳体、12金属罩、13连接器端子组装体、14输出部、15端面部、15a电力转换用散热区域、16电力转换电路部、17电源电路部、18控制电路部、19端面部、20线圈、21定子、22转子、23旋转轴、24旋转检测部、25贯通孔、26基板固定凸部、27基板承接部、28突状载置部、34玻璃环氧基板、38a、38b空气流通通路、39防水透湿膜、40开口区域部、41分割空气流通通路。
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