DE102011002007A1

DE102011002007A1 - Motorisierte Gerätschaft

Info

Publication number: DE102011002007A1
Application number: DE102011002007A
Authority: DE
Inventors: Masashi Yamasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: US20110254388A1; CN102223023A; DE102011002007B4; CN103921837A; US20130257194A1; CN103921837B; JP5287787B2; CN102223023B; JP2011229228A; US8564161B1; US8471418B2

Abstract

Ein Leistungsmodul (40), eine Steuerplatine (30) und eine Wärmesenke bzw. ein Wärmeableiter (80) sind an einer axialen Seite einer Welle (25) eines elektrischen Motors bereitgestellt, der sich aus einem Motorgehäuse (11), einem Stator (15), einem Rotor (21), einer Welle (25) und dergleichen zusammensetzt. Das Leistungsmodul (40) ist mit Entnahmeleitungen (19), die sich aus einer Spule (18) erstrecken, die um den Statur (15) gewickelt ist, elektrisch verbunden und sie führen der Spule (18) einen Ansteuerstrom zu. Die Steuerplatine (30) zum Steuern eines Schaltens des Leistungsmoduls (40) ist auf einer Seite des Leistungsmoduls (40) bereitgestellt, auf der sich das Motorgehäuse (11) befindet. Der Wärmeableiter (80) ist auf einer Seite der Steuerplatine (30) bereitgestellt, die dem Motorgehäuse (11) gegenüberliegt. Wenn eine Einstellung einer Abgabe des elektrischen Motors geändert wird, kann somit eine Abmessung des Aufbaus des Wärmeableiters (80) geändert werden ohne ein Positionsverhältnis zwischen der Steuerplatine (30) und dem elektrischen Motor sowie ein Positionsverhältnis zwischen dem Leistungsmodul (40) und dem elektrischen Motor zu ändern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine motorisierte Gerätschaft, die eine Steuerung aufweist, die an einer axialen Seite einer Welle eines elektrischen Motors bereitgestellt ist.
Üblicherweise ist eine elektrische Servolenkung zur Unterstützung der Lenkung, die durch den Fahrer durchgeführt wird, im Allgemeinen bekannt. Es ist eine Reduzierung der Abmessung und des Gewichts und eine Verbesserung einer Abgabe eines Motors, der in der elektrischen Servolenkung verwendet wird, erforderlich.
Ein Motor, der in der Patentschrift 1 ( JP-A-2003-204654 ) beschrieben ist, weist eine Steuerung auf, die einen elektrischen Motor ansteuert und steuert, der parallel zu einer axialen Richtung einer Welle des elektrischen Motors bereitgestellt ist. Der elektrische Motor besteht aus einem Motorgehäuse, einem Statur, einem Rotor, der Welle und dergleichen (vgl. 14 und 15 des Patentdokuments 1). Die Steuerung besteht aus einem Wärmeableiter, einem metallischen Träger, einer Steuerplatine und dergleichen. Der Wärmeableiter ist an einer radial äußeren Wand des Motorgehäuses des elektrischen Motors befestigt. Der metallische Träger, der mit einem Leistungstransistor angebracht ist, ist an dem Wärmeableiter befestigt. Die Steuerplatine ist in einem vorbestimmten Abstand zu dem metallischen Träger an einer dem Wärmeableiter gegenüberliegenden Seite angefügt.
Zur Verbindung von Verdrahtungen des elektrischen Motors und der Steuerung erstrecken sich Zuleitungsdrähte, die mit einer Spule elektrisch verbunden sind, die um den Statur gewickelt ist, in einer senkrechten Richtung zu der Achse der Welle, und sie sind mit Verdrahtungen des metallischen Trägers elektrisch verbunden. Zuleitungsdrähte, die sich aus einem Positionssensor erstrecken, der einen Drehwinkel des Rotors erkennen kann, erstrecken sich in einer senkrechten Richtung zu der Achse der Welle und sind mit Verdrahtungen der Steuerplatine verbunden.
Ein Motor, der in dem Patentdokument 2 ( JP-A-2002-345211 ) beschrieben ist, weist eine Steuerung auf, die an einer axialen Endseite einer Welle eines elektrischen Motors bereitgestellt ist (vgl. 1 bis 3 des Patentdokuments 2). Ein Wärmeableiter, der die Steuerung bildet, ist angefügt, um eine Öffnung eines zylindrischen Motorgehäuses des elektrischen Motors zu versperren. An dem Wärmeableiter ist ein metallischer Träger angefügt, an dem ein Leistungstransistor angebracht ist. Eine Steuerplatine ist in einem vorbestimmten Abstand zu dem metallischen Substrat an einer dem Wärmeableiter gegenüberliegenden Seite angefügt.
Zur Verbindung zwischen Verdrahtungen des elektrischen Motors und der Steuerung erstrecken sich Wicklungsanschlüsse, die sich aus einer Spule erstrecken, die um einen Stator gewickelt ist, parallel zu einer Achse einer Welle, und sie sind mit Anschlüssen des elektrischen Motors verbunden, die sich aus dem metallischen Träger erstrecken. Sensoranschlüsse, die mit einem Positionssensor verbunden sind, der einen Drehwinkel des Rotors erkennen kann, erstrecken sich durch einen Magnetsensor-Halte-Abschnitt, der aus einem Kunstharz hergestellt ist, und sie sind mit Verdrahtungen der Steuerplatine verbunden.
Eine Abgabe des elektrischen Motors von dem Motor, der für die elektrische Servolenkung verwendet wird, wird übereinstimmend mit einem Gewicht und dergleichen eines Fahrzeugtyps, auf den der Motor angewendet wird, unterschiedlich eingestellt. Wenn sich eine Wärmeerzeugungsmenge des Leistungstransistors übereinstimmend mit der Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors ändert, ändert sich eine erforderliche Wärmekapazität des Wärmeableiters. Deshalb wird ein Volumen des Wärmeableiters verändert.
Wenn sich die Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors bei dem Aufbau des in dem Patentdokument 1 beschriebenen Motors ändert, verändert sich mit der Änderung des Volumens des Wärmeableiters ein Abstand zwischen einer radial äußeren Wand des Motorgehäuses und dem metallischen Träger sowie ein Abstand zwischen der radial äußeren Wand des Motorgehäuses und der Steuerplatine. Deshalb werden Ausgestaltungen der Zuleitungsdrähte, die mit der Spule elektrisch verbunden sind, die Zuleitungsdrähte, die sich aus dem Positionssensor erstrecken und dergleichen verändert.
Wenn sich die Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors bei dem Aufbau des in dem Patentdokument 2 beschriebenen Motors ändert, verändert sich mit der Änderung des Volumens des Wärmeableiters ein Abstand zwischen der Öffnung des Motorgehäuses und dem metallischen Träger sowie ein Abstand zwischen der Öffnung des Motorgehäuses und der Steuerplatine. Deshalb werden Ausgestaltungen der Wicklungsanschlüsse, die sich aus der Spule erstrecken, die Anschlüsse des elektrischen Motors, die sich aus dem metallischen Träger erstrecken, die Sensoranschlüsse, die mit dem Positionssensor verbunden sind, der Magnetsensor-Halte-Abschnitt und dergleichen verändert. In dieser Hinsicht bestehen Bedenken, dass die Herstellungskosten des Motors zunehmen, wenn die Ausgestaltungen der Elemente, welche die Steuerung und dergleichen bilden, übereinstimmend mit der Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors verändert werden.
Es bestehen Bedenken, dass die Abmessungen des Aufbaus in einer radialen Richtung zunehmen, da der in dem Patentdokument 1 beschriebene Motor eine Steuerung aufweist, die parallel zu der axialen Richtung der Welle des elektrischen Motors angeordnet ist,
Der in dem Patentdokument 2 beschriebene Motor erfordert einen Raum zwischen dem metallischen Substrat und der Steuerplatine zum Durchführen eines Verbindungsvorgangs der Anschlüsse des elektrischen Motors, die sich aus dem metallischen Träger erstrecken und den Wicklungsanschlüssen, die sich aus der Spule erstrecken. Zudem erfordert der Motor einen Raum zwischen dem metallischen Träger und der Steuerplatine zum Durchführen eines Verbindungsvorgangs der Sensoranschlüsse des Positionssensors und der Steuerplatine. Daher bestehen Bedenken, dass eine axiale Abmessung des Aufbaus zunimmt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine motorisierte Gerätschaft bereitzustellen, die eine Ausgestaltung einer Steuerung ermöglicht, die allgemein für elektrische Motoren verwendet werden kann, die verschiedene Abgabeeinstellungen aufweisen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine motorisierte Gerätschaft bereitzustellen, die eine verringerte Abmessung des Aufbaus aufweist.
Gemäß eines ersten beispielgebenden Aspekts der Erfindung ist in einer motorisierten Gerätschaft ein Rotor drehbar in Relation zu einem Stator bereitgestellt, der in dem Motorgehäuse befestigt ist. Eine Welle, die an dem Rotor befestigt ist, ist an dem Motorgehäuse drehbar gelagert. Eine Vielzahl von Leistungstransistoren ist an einer axialen Seite der Welle außerhalb des Motorgehäuses bereitgestellt. Die Leistungstransistoren sind mit Entnahmeleitungen, die sich aus einer Spule erstrecken, die um den Stator oder den Rotor gewickelt ist, elektrisch verbunden. Die Leistungstransistoren führen an der Spule einen Ansteuerstrom zu. Eine Steuerplatine zum Steuern eines Schaltens der Leistungstransistoren ist auf einer Seite der Leistungstransistoren, auf der sich der Rotor befindet, außerhalb des Motorgehäuses bereitgestellt. Eine Wärmesenke bzw. ein Wärmeableiter zum Absorbieren von Wärme, die durch die Leistungstransistoren erzeugt wird, ist auf der anderen Seite der Steuerplatine, die der Seite des Rotors gegenüber liegt, außerhalb des Gehäuses bereitgestellt.
Der Wärmeableiter ist auf der Seite der Steuerplatine, die dem Motorgehäuse gegenüberliegt, bereitgestellt. Wenn eine Ausgestaltung einer Abgabe eines elektrischen Motors, der sich aus dem Motorgehäuse, dem Stator, dem Rotor, der Welle und dergleichen zusammensetzt, geändert wird, kann chic Einstellung einer Wärmekapazität des Wärmeableiters alleine verändert werden ohne ein Positionsverhältnis zwischen dem elektrischen Motor und der Steuerplatine sowie ein Positionsverhältnis zwischen dem elektrischen Motor und den Leistungstransistoren zu ändern. Daher können Ausgestaltungen von Verbindungspunkten zwischen den Entnahmeleitungen, die sich aus der Spule erstrecken, und von Anschlüssen eines Leistungsmoduls und dergleichen allgemein für elektrische Motoren verwendet werden, die verschiedene Abgabeeinstellungen aufweisen. Dadurch kann eine Serie von motorisierten Gerätschaften herausgegeben werden, die den Einstellungen von verschiedenen Abgaben entspricht. Demzufolge können die Herstellungskosten der motorisierten Gerätschaft verringert werden.
Gemäß eines zweiten beispielgebenden Aspekts der Erfindung ist an einem axialen Endabschnitt der Welle ein Magnet bereitgestellt. Ein Positionssensor ist an der Steuerplatine bereitgestellt, um ein Signal auszugeben, das einer Richtung eines Magnetfelds entspricht, das durch den Magnet erzeugt wird. Wenn die Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors geändert wird, kann daher eine Ausgestaltung des Positionssensors, der an der Steuerplatine bereitgestellt ist, allgemein verwendet werden ohne die Länge der Welle zu verändern, die von dem Motorgehäuse zu der Seite der Steuerplatine hervorsteht. Da die Länge der Welle verringert werden kann, kann ein Planlauf der Welle verhindert und eine Erkennungsgenauigkeit des Positionssensors verbessert werden.
Gemäß eines dritten beispielgebenden Aspekts der Erfindung sind die Leistungstransistoren und die Steuerplatine an dem Wärmeableiter befestigt. Der Wärmeableiter und das Motorgehäuse sind miteinander verbunden. Wenn entweder in dem elektrischen Motor oder in der Steuerung ein Fehler auftritt, kann daher diejenige Seite, die den Fehler verursacht, leicht ausgetauscht werden. Demzufolge können die Herstellungskosten verringert werden.
Gemäß eines vierten beispielgebenden Aspekts der Erfindung sind die Leistungstransistoren zusammen mit Verdrahtungen, welche die Leistungstransistoren verbinden, mittels Kunstharzgießen in einen Kunstharzguss eingesetzt, der in Form einer Platine gegossen ist, wodurch ein Leistungsmodul gebildet wird. Die Steuerplatine, das Leistungsmodul und der Wärmeableiter sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motorgehäuses aus in axialer Richtung der Welle angeordnet. Somit sind die Steuerplatine und das Leistungsmodul parallel und nahe zu einander angeordnet. Demzufolge kann eine axiale Abmessung des Aufbaus der motorisierten Gerätschaft verringert werden.
Gemäß eines fünften beispielgebenden Aspekts der Erfindung sind elektronische Bauteile auf einer Seite des Leistungsmoduls bereitgestellt, die bezüglich einer Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls der Steuerplatine gegenüberliegt. Die elektronischen Bauteile sind mit den Verdrahtungen, welche die Leistungstransistoren verbinden, elektrisch verbunden. Der Wärmeableiter weist eine Aussparung zur Aufnahme der elektronischen Bauteile auf. Somit kann eine Ausgestaltung der Verdrahtung, welche die elektronischen Bauteile mit dem Leistungsmodul verbinden, allgemein verwendet werden, wenn die Abgabe des elektronischen Motors geändert wird. Zudem kann die axiale Abmessung des Aufbaus der motorisierten Gerätschaft verringert werden, da die elektronischen Bauteile in der Aussparung des Wärmeableiters aufgenommen sind.
Gemäß eines sechsten beispielgebenden Aspekts der Erfindung ist ein Abschirmelement zwischen dem Leistungsmodul und dem Positionssensor bereitgestellt. Somit kann selbst dann, wenn der Abstand zwischen der Steuerplatine, an welcher der Positionssensor bereitgestellt ist, und dem Leistungsmodul verkürzt wird, eine Fehlfunktion des Positionssensors aufgrund eines Magnetfelds, das durch das Leistungsmodul erzeugt wird, verhindert werden. Daher kann die axiale Abmessung des Aufbaus der motorisierten Gerätschaft verringert werden.
Gemäß eines siebten beispielgebenden Aspekt der Erfindung ist das Abschirmelement zusammen mit den Leistungstransistoren und den Verdrahtungen, welche die Leistungstransistoren verbinden, mittels Kunstharzgießen in den Kunstharzguss eingesetzt, wodurch das Leistungsmodul gebildet wird. Somit ist die Abschirmfunktion innerhalb des Leistungsmoduls eingearbeitet. Demzufolge kann der Abstand zwischen der Steuerplatine, an welcher der Positionssensor bereitgestellt ist, und dem Leistungsmodul weiter verkürzt werden.
Gemäß eines achten beispielgebenden Aspekts der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Entnahmeleitungen, die sich aus der Spule erstrecken, durch Löcher hindurch, die in der Steuerplatine in Platinendickenrichtung der Steuerplatine ausgebildet sind, und sie sind mit Anschlüssen der Leistungstransistoren elektrisch verbunden. Somit werden die Entnahmeleitungen durch innere Wände der Löcher, die in der Steuerplatine ausgebildet sind, geführt, sodass die Entnahmeleitungen und die Anschlüsse einfach verbunden werden können. Durch ein elektrisches Verbinden der Entnahmeleitungen und der Steuerplatine kann der Strom, der aus den Leistungstransistoren zu der Spule fließt, mit einem einfachen Aufbau erkannt werden.
Gemäß eines neunten beispielhaften Aspekt der Erfindung ist eine Abdeckung, die eine Funktion zum Abschirmen einer Störstrahlung aufweist, auf der Seite des Wärmeableiters bereitgestellt, die dem Motorgehäuse gegenüberliegt. Somit verhindert die Abdeckung, dass ein Magnetfeld, das durch einen großen Strom erzeugt wird, der durch die Leistungstransistoren fließt, zur Außenseite entweicht. Die Abdeckung verhindert ebenso, dass Staub und dergleichen in die Steuerung eindringt.
Die Merkmale und Vorteile sowie die Verfahren, der Betrieb und die Funktion der dazugehörigen Bauteile können in einem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, der angehängten Ansprüche und der Zeichnung, die alle Teil dieser Anmeldung sind, näher betrachtet werden. In der Zeichnung ist:
1 eine Querschnittsansicht, die eine motorisierte Gerätschaft gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Seitenansicht, welche die motorisierte Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine Ansicht, welche die motorisierte Gerätschaft aus 2 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung III zeigt;
4 eine Ansicht, welche die motorisierte Gerätschaft aus 2 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung IV zeigt;
5 eine Ansicht, welche die motorisierte Gerätschaft aus 2 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung V zeigt;
6 ein Schaltdiagramm, das die motorisierte Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 eine Explosionsansicht, welche die motorisierte Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ein Grundriss, der ein Leistungsmodul und elektronische Bauteile der motorisierten Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 eine Ansicht, die das Leistungsmodul und die elektronischen Bauteile aus 8 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung IX zeigt;
10 eine Ansicht, die das Leistungsmodul und die elektronischen Bauteile aus 9 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung X zeigt;
11 eine Ansicht, die das Leistungsmodul und die elektronischen Bauteile aus 9 entlang einer Richtung einer Pfeilmarkierung XI zeigt;
12 eine vergrößerte Teilansicht, die einen Teil des Leistungsmoduls und der elektronischen Bauteile aus 11 zeigt, die durch einen Kreis XII angezeigt sind;
13 eine perspektivische Ansicht, die das Leistungsmodul und die elektronischen Bauteile ausgenommen einen Kunstharzguss gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
14 eine Bodenansicht, die einen Wärmeableiter der motorisierten Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht, die einen Wärmeableiter gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
16 eine Bodenansicht, die das Leistungsmodul, das an den Wärmeableiter angefügt ist, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
17 eine perspektivische Ansicht, die das Leistungsmodul, das an den Wärmeableiter angefügt ist, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
18 eine Bodenansicht, die das Leistungsmodul und eine Steuerplatine, die an den Wärmeableiter angefügt sind, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
19 eine perspektivische Ansicht, die das Leistungsmodul und die Steuerplatine, die an den Wärmeableiter angefügt sind, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
20 eine Querschnittsansicht, welche die motorisierte Gerätschaft gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
21 eine vergrößerte Querschnitts-Teil-Ansicht, die einen wesentlichen Teil der motorisierten Gerätschaft aus 20 zeigt, der durch einen Kreis XXI angezeigt ist;
22 eine vergrößerte Querschnitts-Teil-Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer motorisierten Gerätschaft gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 eine vergrößerte Querschnitts-Teil-Ansicht, die einen wesentlichen Teil der motorisierten Gerätschaft gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
24 eine Querschnittsansicht, die eine motorisierte Gerätschaft gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 bis 19 sind Diagramme, die jedes eine motorisierte Gerätschaft gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen. Die motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein bürstenloser Motor, der für eine elektrische Servolenkung verwendet wird. Wie in 6 gezeigt ist, greift die motorisierte Gerätschaft 10 mit einem Zahnrad 2 eines Lenksäulenschafts I ineinander. Die motorisierte Gerätschaft 10 führt basierend auf einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das von einem CAN und dergleichen übertragen wird, und einem Drehmomentsignal, das von einem Drehmomentsensor 4 ausgegeben wird, der ein Lenkungsdrehmoment der Lenkung 3 erkennt, eine normale Drehung und eine rückwärtige Drehung durch. Somit erzeugt die motorisierte Gerätschaft 10 eine Kraft zur Unterstützung der Lenkung.
1 ist eine Querschnittsansicht, welche die motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die 2 bis 5 sind Ansichten, die jede eine äußere Erscheinung der motorisierten Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen. 7 ist eine Explosionsansicht, welche die motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die motorisierte Gerätschaft 10 weist einen elektrischen Motor und eine Steuerung auf. Der elektrische Motor setzt sich aus einem Motorgehäuse 11, einem Stator 15, einem Rotor 21, einer Welle 25 und dergleichen zusammen. Die Steuerung setzt sich aus einer Steuerplatine 30, einem Leistungsmodul 40, einem Wärmeableiter 80 und dergleichen zusammen.
Zunächst wird der elektrische Motor beschrieben. Das Motorgehäuse 11 ist aus Eisen oder dergleichen hergestellt. Das Motorgehäuse 11 setzt sich aus einem ersten Motorgehäuse 12 in Form eines Zylinders mit Boden und einem zweiten Motorgehäuse 13, das eine Öffnung des ersten Motorgehäuses 12 an der Steuerungsseite absperrt, zusammen. Ein Ende eines Rahmens 14, der aus Aluminium hergestellt ist, ist an einer äußeren Wand des Bodenabschnitts des ersten Motorgehäuses 12 befestigt.
Der Stator 15 ist in einer radialen Innenseite der Wand des ersten Motorgehäuses 12 aufgenommen. Der Stator 15 weist ausgeprägte Pole 16 und Schlitze (nicht dargestellt) auf, die abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Eine Spule 18 ist in den Schlitzen des Stators 15 quer über einem Isolator 17 aufgenommen. Die Spule 18 ist um die ausgeprägten Pole 16 gewickelt. Die Spule 18 stellt zwei Systeme von dreiphasigen Wicklungen bereit. Entnahmeleitungen 19, die sich aus der Spule 18 erstrecken, erstrecken sich durch Löcher 20 hindurch, die in dem zweiten Motorgehäuse 13 in einer Platinendickenrichtung des zweiten Motorgehäuses 13 ausgebildet sind, und sie erstrecken sich zu einer Steuerungsseite.
Der Rotor 21 ist radial innerhalb des Stators 15 drehbar bereitgestellt. Der Rotor 21 weist Permanentmagnete 23 auf, die an der radialen Außenseite eines Rotorkerns 22 bereitgestellt sind. Die Permanentmagnete 23 sind derart magnetisiert, dass sich magnetische Pole der Permanentmagnete 23 entlang einer Umfangsrichtung abwechseln. Die Welle 25 ist in einem Wellenloch 24 befestigt, das in einem Rotationsmittelpunkt des Rotors 21 ausgebildet ist. Ein axiales Ende der Welle 25 ist in eine Lagerung 26 eingepasst, die in dem zweiten Motorgehäuse 13 bereitgestellt ist, und das andere axiale Ende der Welle 25 ist in eine Lagerung 27 eingepasst, die in dem Bodenabschnitt des ersten Motorgehäuses 12 bereitgestellt ist. Eine axiale Abmessung des Aufbaus des Stators 15 und des Rotors 21 werden gemäß einer erforderlichen Abgabe des elektrischen Motors eingestellt.
Mit einem solchen Aufbau wird ein drehendes Magnetfeld gebildet, wenn die Spule 18 erregt wird. Somit führen der Rotor 21 und die Welle 25 eine normale Drehung oder eine rückwärtige Drehung bezüglich des Stators 15 und dem Motorgehäuse 11 durch. Eine Antriebskraft wird von einem Abgabeende 28 der Welle 25 an einer Seite eines Endes des Rahmens 14 auf das Zahnrad 2 der Längssäule 1 abgegeben.
Anschließend wird die Steuerung erklärt. Wie in 7 gezeigt ist, wird die Steuerung aus der Steuerplatine 30, dem Leistungsmodul 40, dem Wärmeableiter 80 und einer Abdeckung 91 gebildet, die in dieser Reihenfolge an einer axialen Endseite der Welle 25 des Motors angeordnet sind. Eine Drosselspule 44 und Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 sind entlang einer Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls 40 mit Verdrahtungen des Leistungsmoduls 40 elektrisch verbunden. Die Steuerplatine 30 und das Leistungsmodul 40 sind jeweils mit Schrauben 31, 41 an dem Wärmeableiter 80 befestigt. Abstrahlerplatinen 59 der Leistungstransistoren sind von einem Kunstharzguss 42 des Leistungsmoduls 40 entlang der Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls 40 freigelegt. Die Abstrahlerplatinen 59 sind quer über Isolationsabstrahlungsbahnen 69 eng an dem Wärmeableiter 80 befestigt.
Ein Aufbau des Leistungsmoduls 40 ist in den 8 bis 13 gezeigt. In 13 ist der Kunstharzguss 42 mittels durchbrochenen Linien gezeigt. Das Leistungsmodul 40 wird durch Gießen eines Kunstharzes in die Form einer im Wesentlichen rechteckigen Platine ausgebildet, in der zwölf Leistungstransistoren 51–56, 61–66, welche zwei Sätze von Inverterschaltungen bilden, vier Leistungstransistoren 57, 58, 67, 68 zum Schaltungsschutz, Verdrahtungen 70–75 zur Verbindung der Leistungstransistoren 51–58, 61–68, Nebenschlusswiderstände 76, Brückenverdrahtungen 77 und dergleichen eingesetzt werden.
Die Leistungstransistoren 51–58, 61–68 und die Verdrahtungen 70–75 sind in derselben Ebene angeordnet. Die Leistungstransistoren 51–58, 61–68 bilden zwei Sätze von Inverterschaltungen. Die acht Leistungstransistoren 51–58, die einen Satz der Inverterschaltung bilden, sind in einer Reihe an einer Längsseite angeordnet. Die acht Leistungstransistoren 61–68, die den anderen Satz der Inverterschaltung bilden, sind in einer Reihe auf der anderen Längsseite angeordnet. Wie in 12 gezeigt ist, sind die Abstrahlerplatinen 59 der Leistungstransistoren 51–58, 61–68 an einer äußeren Wand des Kunstharzgusses 42 in der Platinendickenrichtung des Kunstharzgusses 42 freigelegt.
Anschlüsse 78 und Signalverdrahtungen 79, die mit den Leistungstransistoren 51–58, 61–68 verbunden sind, erstrecken sich von äußeren Wänden der Längsseiten des Leistungsmoduls 40 zu einer Außenseite. Die Anschlüsse 78 sind mit den Entnahmeleitungen 19 der Spule 18 elektrisch verbunden. Die Signalverdrahtungen 79 sind mit den Verdrahtungen der Steuerplatine 30 elektrisch verbunden.
Die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 sind als elektronische Bauteile entlang der Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls 40 an dem Leistungsmodul 40 bereitgestellt. Die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 sind mit den Verdrahtungen 72–75 elektrisch verbunden und absorbieren Brummströme, die durch ein Schalten der Leistungstransistoren 51–58, 61–68 erzeugt werden. Die Drosselspule 44 ist mit den Verdrahtungen 70, 71 elektrisch verbunden, um Schwankungen der Leistungszufuhr zu dämpfen, die an den Leistungstransistoren 51–58, 61–68 zugeführt wird.
Ein erster Stecker 45 ist an einer kurzen Seite des Leistungsmoduls 40 an einem Endabschnitt des Leistungsmoduls 40 bereitgestellt. Ein Strom wird von einer Batterie 5 durch den ersten Stecker 45 an dem Leistungsmodul 40 zugeführt.
Der Strom, der von der Batterie an den ersten Stecker 45 zugeführt wird, fließt von der Verdrahtung 70 in der Mitte des Leistungsmodul 40 über die Drosselspule 44 zu der Verdrahtung 71 an der kurzen Seite, die dem ersten Stecker 45 gegenüberliegt. Danach fließt der Strom von der Spule 71 über die Schaltungsschutz-Leistungstransistoren 57, 58, 67, 68, die an beiden Enden der Längsseite bereitgestellt sind, zu den Verdrahtungen 72, 73, die an beiden Seiten links und rechts der mittleren Verdrahtung 70 bereitgestellt sind. Danach fließt der Strom von den Verdrahtungen 72, 73 über die Brückenverdrahtungen 77, den Leistungstransistoren 51, 53, 55, 61, 63, 65 auf einer Leistungszufuhr-Seite und den Entnahmeleitungen 19, die mit den Anschlüssen 78 verbunden sind, zu der Spule 18. Der Strom, der von der Spule 18 zurückkehrt, fließt von den Anschlüssen 78 über die Leistungstransistoren 52, 54, 56, 62, 64, 66 auf einer Masse-Seite und den Nebenschlusswiderständen 76 zu den Verdrahtungen 74, 75 innerhalb der Leistungstransistoren 51–56, 61–66. Danach fließt der Strom von den Verdrahtungen 74, 75 über den ersten Stecker 45 zu der Batterie 5.
Die Inverterschaltungen, die in dem Leistungsmodul 40 ausgebildet sind, sind in 6 gezeigt. 6 zeigt einen Satz der Inverterschaltung, der durch die sechs Leistungstransistoren 51–56 und dergleichen gebildet wird. Ein Schaltungsdiagramm des anderen Satzes der Inverterschaltung wird in 6 ausgelassen. Die zwei Sätze von Inverterschaltungen erzeugen einen dreiphasigen Wechselstrom als Ansteuerstrom, der an der Spule 18 zugeführt wird, die zwei Systeme von dreiphasigen Wicklungen bildet.
Wie in den 14 und 15 gezeigt ist, ist der Wärmeableiter 80 aus einem Material wie z. B. Aluminium hergestellt, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der Wärmeableiter 80 ist derart ausgebildet, dass er ein Volumen mit einer Wärmeleitfähigkeit aufweist, das die Wärme absorbieren kann, die durch das Leistungsmodul 40 übereinstimmend mit der Abgabe des elektrischen Motors erzeugt wird.
Der Wärmeableiter 80 weist in seinem mittleren Abschnitt eine Aussparung 82 auf. Die Aussparung 82 ist so ausgebildet, dass sie eine geeignete Abmessung aufweist, um die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 aufzunehmen. Der Wärmeableiter 80 weist Bereiche 83 mit einer flachen Oberfläche an Positionen auf, die sich im Wesentlichen und axial mit den Längsseiten des Leistungsmoduls 40 überschneiden, das sich radial außerhalb des Wärmeableiters 80 befindet. Somit können die Anschlüsse 78, die von der Längsseite des Leitungsmoduls 40 nach außen hervorstehen mit den Entnahmeleitungen 19 der Spule 18 verbunden werden.
Der Wärmeableiter 80 weist säulenförmige Elemente 84 auf, von denen jedes zwischen der Aussparung 82 und dem Bereich der flachen Oberfläche 83 eingefügt ist. Auf einer Seite des Leitungsmoduls 40 sind wärmeaufnehmende Oberflächen 85 an den säulenförmigen Elementen 84 ausgebildet. Die wärmeaufnehmenden Oberflächen 85 stehen über die Isolationsabstrahlungsbahnen 69 mit den Abstrahlerplatinen 59 der Leistungstransistoren 51–58, 61–68 in Kontakt. Somit wird die Wärme, die durch das Leistungsmodul 40 erzeugt wird, auf den Wärmeableiter 80 übertragen.
Der Wärmeableiter 80 weist Öffnungen 86, 87 an Positionen auf, die dem ersten Stecker 45 des Leitungsmoduls 40 und einem zweiten Stecker 39 der Steuerplatine 30 (später ausführlich beschrieben) entsprechen. Der Wärmeableiter 80 weist zwischen den Öffnungen 86, 87 und den Bereichen der flachen Oberfläche 83 vier Stützelemente 88 auf Die Stützelemente 88 erstrecken sich in axialer Richtung zu einer Seite des elektrischen Motors.
Die Steuerplatine 30 ist auf einer Seite des Leitungsmoduls 40, auf der sich das zweite Motorgehäuse 13 befindet, im Wesentlichen parallel zu dem Leistungsmodul 40 bereitgestellt, wie in den 1 bis 4, 18 und 19 gezeigt ist. Die Steuerplatine 30 ist aus einem Material wie z. B. einem Epoxid-Glas-Träger hergestellt und ist mit den Signalverdrahtungen 79, die von dem Leistungsmodul 40 hervorstehen, elektrisch verbunden. Die Steuerplatine 30 weist an einer Seite, die dem ersten Stecker 45 des Leistungsmoduls 40 gegenüberliegt, den zweiten Stecker 39 auf. Die Steuerplatine 30 weist an Positionen, die sich mit Löchern 781 der Anschlüsse 78 des Leistungsmoduls 40 in der axialen Richtung überschneiden, Löcher 311 auf, durch welche die Entnahmeleitungen 19 hindurch treten.
Ein Mikrocomputer 32, Vortreiber 33, ein spezifischer IC (bzw. integrierter Schaltkreis) 34, ein Positionssensor 35 und dergleichen sind an der Steuerplatine 30 angebracht. Der Positionssensor 35 ist an der Seite des zweiten Motorgehäuses 13 angebracht, an der sich die Steuerplatine 30 befindet. Der Positionssensor 35 gibt ein Signal aus, das einer Richtung eines Magnetfelds entspricht, das durch einen Magnet 29 erzeugt wird, der an dem Endabschnitt der Welle 25 angeordnet ist.
Wie in 6 gezeigt ist, weist der spezifische IC 34 einen Positionssensor bzw. Signalverstärker 36, einen Regler 37 und einen Stromerkennungsverstärker 38 als funktionale Blöcke auf. Das Signal, das durch den Positionssensor 35 ausgegeben wird, wird durch den Positionssensor-Signalverstärker 36 verstärkt und in den Mikrocomputer 32 eingegeben. Somit erkennt der Mikrocomputer 32 eine Position des Rotors 21, der an der Welle 25 befestigt ist.
Das Drehmomentsignal, das durch den Drehmomentsensor 4 und dergleichen ausgegeben wird, wird durch den zweiten Stecker 39 in den Mikrocomputer 32 eingegeben. Die Ströme der Inverterschaltung, die durch die Nebenschlusswiderstände 76 erkannt werden, werden über den Stromerkennungsverstärker 38 in den Mikrocomputer 32 eingegeben.
Der Mikrocomputer 32 unterstützt basierend auf den Signalen aus dem Positionssensor 35, dem Drehmomentsensor 4, den Nebenschlüsswiderständen 76 und dergleichen ein Steuern der Steuerung 3 in Übereinstimmung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Daher gibt der Mikrocomputer 32 über die Vortreiber 33 Pulssignale, die durch eine PWM-Steuerung hergestellt werden, an die Leistungstransistoren 51–56, 61–66 aus. Somit wandeln die zwei Sätze der Inverterschaltungen, die durch die Leistungstransistoren gebildet werden, den Strom, der von der Batterie 5 über die Drosselspule 44 und die Schaltungsschutzleistungstransistoren 57, 58, 67, 68 zugeführt wird, in den dreiphasigen Strom um und führen den dreiphasigen Strom von den Entnahmeleitungen 19, die mit den Anschlüssen 78 verbunden sind, an der Spule 18 zu.
Anschließend wird ein Zusammensetzungsverfahren des elektrischen Motors und der Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie in den 7 bis 11 gezeigt ist, werden zunächst die Aluminiumelektrolytkondensatoren 43, die Drosselspule 44, der erste Stecker 45 und dergleichen an die Verdrahtungen 70–75 des Leistungsmoduls 40 angefügt, in das die Leistungstransistoren 51–58, 61–68, die Verdrahtungen 70–75 und dergleichen mittels Kunstharzgießen eingesetzt werden. Die Verbindung zwischen diesen elektronischen Bauteile und den Verdrahtungen 70–75 werden durch Löcher 46, die in dem Boden des Leistungsmoduls 40 ausgebildet sind, mittels einem Schweißvorgang oder einem Lötvorgang durchgeführt.
Danach wird das Leistungsmodul 40 an den Wärmeableiter 80 angefügt, wie in den 7 und 14 bis 17 gezeigt ist. Das Leistungsmodul 40 wird durch ein Befestigen des Leistungsmodul 40 in Löchern 81, die in einem Boden des Wärmeableiters 80 ausgebildet sind, mittels Schrauben 41 an den Wärmeableiter 80 angefügt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Isolationsabstrahlungsbahnen 69 zwischen den Abstrahlerplatinen 59 der Leistungstransistoren 51–58, 61–68 und den wärmeaufnehmenden Flächen 85 des Wärmeableiters 80 eingesetzt. Wenn das Leistungsmodul 40 an den Wärmeableiter 80 angefügt ist, werden die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 in die Aussparung 82 des Wärmeableiters 80 eingesetzt. Der erste Stecker 45 steht aus der Öffnung 86 des Wärmeableiters 80 zu der Außenseite des Wärmeableiters 80 hervor.
Danach wird die Steuerplatine 30 an den Wärmeableiter 80 angefügt, wie in den 18 und 19 gezeigt ist. Die Steuerplatine 30 ist an den Wärmeableiter 80 durch ein Befestigen der Steuerplatine 30 an den Säulen 90, die sich von dem Wärmeableiter 80 in axialer Richtung erstrecken, mittels den Schrauben 31 angefügt. Danach werden die Signalverdrahtungen 79 des Leitungsmoduls 40 mittels des Lötvorgangs oder des Schweißvorgangs mit den Verdrahtungen der Steuerplatine 30 elektrisch verbunden. Zu diesem Zeitpunkt steht der zweite Stecker 39 aus der Öffnung 87 des Wärmeableiters 80 zu der Außenseite des Wärmeableiter 80 hervor.
Danach wird der Wärmeableiter 80 an den elektrischen Motor angefügt, wie in den 2 bis 5 gezeigt ist. Der Wärmeableiter 80 wird durch ein gegenseitiges in Kontakt bringen eines axialen Endabschnitts der Trägerelemente 88 des Wärmeableiters 80 auf der Seite des elektrischen Motors mit einem axialen Endabschnitt des ersten Motorgehäuses 12 auf der Steuerungsseite an den elektrischen Motor angefügt. Klauen 121, die sich von dem ersten Motorgehäuse 12 in axialer Richtung erstrecken, werden zwischen den Vorsprüngen 89 eingesetzt, die an den Endabschnitten der Trägerelemente 88 ausgebildet sind. Die Klauen 121 sind in der Umfangsrichtung gekrümmt, um den Wärmeableiter 80 und das erste Motorgehäuse 12 zu befestigen. Jedes Paar der Klauen 121, das sich parallel zueinander erstreckt, ist jeweils zu gegenüberliegenden Seiten der Umfangsrichtung gekrümmt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Entnahmeleitungen 19, die sich durch die Löcher 20 des zweiten Motorgehäuses 13 hindurch in axialer Richtung erstrecken, durch die Löcher 311 der Steuerplatine 30 und die Löcher 781 der Anschlüsse 78 des Leistungsmoduls 40 eingesetzt. Danach werden die Entnahmeleitungen 19 und die Anschlüsse 78 des Leistungsmoduls 40 mittels dem Schweißvorgang oder dem Lötvorgang elektrisch miteinander verbunden.
Wie in den 1 und 7 gezeigt ist, wird schließlich der Wärmeableiter 80 mit der Abdeckung 91 abgedeckt, welche im Wesentlichen die Form eines Zylinders mit einem Boden aufweist. Die Abdeckung 91 und der Wärmeableiter 80 werden mittels Schrauben 92 befestigt. Die Abdeckung 91 ist aus einem magnetischen Körper wie zum Beispiel Eisen hergestellt und verhindert, dass ein Magnetfeld, das durch einen großen Strom erzeugt wird, der die Leistungstransistoren 51–58, 61–68 durchläuft, zur Außenseite entweicht. Die Abdeckung 91 verhindert ebenso, dass Staub oder dergleichen in die Steuerung eintritt. Somit ist die motorisierte Gerätschaft 10 vollständig.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Steuerplatine 30, das Leistungsmodul 40 und der Wärmeableiter 80, welche die Steuerung des elektrischen Motors bilden, in dieser Reihenfolge von der Seite des Motorgehäuses entlang der axialen Richtung der Welle 25 des elektrischen Motors angeordnet.
Der Wärmeableiter 80 ist auf der Seite der Steuerplatine 30 und des Leistungsmoduls 40 gegenüber von dem Motorgehäuse 11 bereitgestellt. Wenn die Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors verändert wird, kann daher die Einstellung der Wärmekapazität des Wärmeableiters 80 alleine geändert werden ohne ein Positionsverhältnis zwischen dem elektrischen Motor und der Steuerplatine 30 sowie ein Positionsverhältnis zwischen dem elektrischen Motor und dem Leistungsmodul 40 zu ändern. Daher können verschiedene Ausgestaltungen von den Verbindungspunkten zwischen den Entnahmeleitungen 19, die sich aus der Spule 18 und den Anschlüssen des Leistungsmoduls 40 erstrecken, von Verbindungspunkten zwischen dem Leistungsmodul 40 und der Steuerplatine 30 und dergleichen allgemein für elektrische Motoren verwendet werden, die verschiedenen Abgabeeinstellungen aufweisen. Daher kann eine Serie von motorisierten Gerätschaften 10 herausgegeben werden, die den Einstellungen von verschiedenen Abgaben entspricht. Somit können Herstellungskosten der motorisierten Gerätschaft 10 verringert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerplatine 30, die zusammen mit dem Positionssensor 35 angebracht ist, auf der Seite des zweiten Motorgehäuses 13 bereitgestellt. Wenn die Einstellung der Abgabe des elektrischen Motors verändert wird, kann daher eine Ausgestaltung des Positionssensors 35, der an der Steuerplatine 30 bereitgestellt ist, allgemein verwendet werden ohne die Länge der Welle 25 zu ändern, die von dem zweiten Motorgehäuse 13 zu der Seite der Steuerplatine 30 hervorsteht. Da die Länge der Welle 25 verkürzt werden kann, kann darüber hinaus ein Planlaufen der Welle 25 verhindert werden und eine Erkennungsgenauigkeit des Positionssensors 35 verbessert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das Leistungsmodul 40 und die Steuerplatine 30 an den Wärmeableiter 80 angefügt, und der Wärmeableiter 80 und das erste Motorgehäuse 12 sind miteinander verbunden. Wenn entweder ein Fehler an dem elektrischen Motor oder an der Steuerung auftritt, kann daher diejenige Seite, die den Fehler verursacht, einfach ausgetauscht werden. Demzufolge können die Herstellungskosten verringert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 entlang der Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls 40 bereitgestellt. Die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 sind innerhalb der Aussparung 82 aufgenommen, die in dem Wärmeableiter 80 ausgebildet ist. Wenn die Abgabe des elektrischen Motors geändert wird, kann somit eine Ausgestaltung von den Verdrahtungen, welche die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Drosselspule 44 mit dem Leistungsmodul 40 verbinden, allgemein verwendet werden. Zudem kann eine axiale Abmessung des Aufbaus der motorisierten Gerätschaft 10 verringert werden, da die Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren 43 und die Erregerspule 44 in der Aussparung 82 des Wärmeableiters 80 aufgenommen sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich die Entnahmeleitungen 19, die sich aus der Spule 18 erstrecken, durch die Löcher 311 der Steuerplatine 30 hindurch und sie sind mit den Anschlüssen 78 des Leistungsmoduls 40 elektrisch verbunden. Somit werden die Entnahmeleitungen 19 durch innere Wände der Löcher 311 geführt, die in der Steuerplatine 30 ausgebildet sind, sodass die Entnahmeleitungen 19 und die Anschlüsse 78 einfach verbunden werden können. Durch ein elektrisches Verbinden der Entnahmeleitungen 19 und der Steuerplatine 30 miteinander können die Ströme, die von den Leistungstransistoren 51–56, 61–66 zu der Spule 18 fließen, mit einem einfachen Aufbau erkannt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Anschließend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den 20 und 21 gezeigt. Die motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein Abschirmelement 93 zwischen dem Positionssensor 35 und dem Leistungsmodul 40 auf. Das Abschirmelement 93 wird aus einem Material wie zum Beispiel Eisen hergestellt und weist eine hohe magnetische Permeabilität auf.
Wie durch eine Pfeilmarkierung A in 21 gezeigt ist, fließt ein großer Strom, der von der Batterie 5 zugeführt wird, durch die Verdrahtungen 70–75 des Leistungsmoduls 40. Daher wird ein Magnetfeld erzeugt wie durch eine Pfeilmarkierung B gezeigt ist. Wenn das Magnetfeld auf den Positionssensor 45 einwirkt, besteht die Möglichkeit, dass in dem Signal, das von dem Positionssensor 35 ausgegeben wird, ein Fehler auftritt.
Diesbezüglich fließt das magnetische Feld (d. h. der Magnetfluss), das durch den großen Strom erzeugt wird, der durch die Verdrahtungen 70–75 des Leistungsmoduls 40 fließt, bei dieser Ausführungsform an dem Abschirmelement 93 entlang. Daher ist der Positionssensor 35 von dem Magnetfeld abgeschirmt. Daher kann ein Abstand zwischen dem Leistungsmodul 40 und der Steuerplatine 30 verkürzt werden. Demzufolge kann eine axiale Abmessung des Aufbaus der motorisierten Gerätschaft 10 verringert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Anschließend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 22 zeigt eine motorisierte Gerätschaft gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abschirmelement 94 in der Form einer flachen Platine ausgebildet. Somit kann die Steuerplatine 30 über eine breite Fläche abgeschirmt werden und die Verarbeitungskosten des Abschirmelements 94 können verringert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Anschließend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 23 zeigt eine motorisierte Gerätschaft gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Abschirmelement 95 in das Leistungsmodul 40 eingesetzt und in diesem mittels Kunstharzgießen zusammen mit den Leistungstransistoren 51–58, der Verdrahtung 70–75 und dergleichen integriert, wodurch das Leistungsmodul 40 gebildet wird. Das Abschirmelement 95 wird mittels des Kunstharzgießens auf derjenigen Seite von den Leistungstransistoren 51–58 und den Verdrahtungen 70–75 eingesetzt, auf der die Steuerplatine 30 liegt. Somit kann im Vergleich mit der zweiten oder dritten Ausführungsform ein Abstand zwischen dem Abschirmelement 95 und dem Positionssensor 35 verlängert werden. Demzufolge kann der Abstand zwischen der Steuerplatine 30 und dem Leistungsmodul 40 verkürzt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 24 zeigt eine motorisierte Gerätschaft 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist eine Modifikation der dritten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist an einer Kante eines Abschirmelements 96 ein gekrümmter Oberflächenabschnitt 97 ausgebildet. Eine Seite des gekrümmten Oberflächenabschnitts 97 steht bezüglich der Platinendickenrichtung mit der Steuerplatine 30 in Kontakt, und die andere Seite des gekrümmten Oberflächenabschnitts 97 steht mit dem Leistungsmodul 40 in Kontakt. Daher kann das Leistungsmodul 40 und der Wärmeableiter 80 durch eine elastische Kraft des gekrümmten Oberflächenabschnitts 97 befestigt werden ohne die Schrauben 41 zu verwenden. Demzufolge kann die Arbeitszeit zum Zusammensetzen der Steuerung verringert werden und die Herstellungskosten der motorisierten Gerätschaft 10 können verringert werden.
(Modifikationen)
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die beiden Sätze von Inverterschaltungen durch zwölf Leistungstransistoren in der motorisierten Gerätschaft ausgebildet, die den elektrischen Motor durch die Ansteuerungs-Steuerung der zwei Systeme ansteuern und steuern. Wahlweise kann die motorisierte Gerätschaft gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Ansteuerungs-Steuerung eines einzelnen Systems oder von drei oder mehr Systemen angesteuert und gesteuert werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der bürstenlose Motor, der für die elektrische Servolenkung verwendet wird, als ein Beispiel verwendet. Die motorisierte Gerätschaft gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise für verschiedene andere Anwendungen als die elektrische Servolenkung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auf einen Motor mit Bürsten verwendet werden, bei dem eine Spule um einen Rotor gewickelt ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die vielfachen Leistungstransistoren, die Verdrahtungen und dergleichen auf derselben Ebene angeordnet und mittels Kunstharzgießen mit dem Kunstharz bedeckt, wodurch das Leistungsmodul gebildet wird. Das Leistungsmodul ist horizontal in dem Boden des Wärmeableiters angeordnet. Die vorliegende Erfindung kann wahlweise an Aufbauten angewendet werden, bei denen die Leistungstransistoren, die Verdrahtungen und dergleichen individuell durch das Kunstharzgießen mit Kunstharz bedeckt sind und die vertikal an einer seitlichen Oberfläche des Wärmeableiters angeordnet sind.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine einzelne Steuerplatine verwendet. Wahlweise können zwei oder mehr Steuerplatinen verwendet werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Wärmeableiter insgesamt mit der Abdeckung bedeckt. Die vorliegende Erfindung kann wahlweise an einem Aufbau angewendet werden, bei dem lediglich die Öffnungen, die an der Außenseite der flachen Oberflächenabschnitte des Wärmeableiters ausgebildet sind, mit der Abdeckung bedeckt sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in vielen anderen Weisen umgesetzt werden ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-204654 A [0003]
JP 2002-345211 A [0005]

Claims

Motorisierte Gerätschaft (10), gekennzeichnet durch: ein Motorgehäuse (11) einen Stator (15), der in dem Motorgehäuse (11) befestigt ist; einen Rotor (21), der in Relation zu dem Stator (15) drehbar bereitgestellt ist; eine Welle (25), die an dem Rotor (21) befestigt ist und die an dem Motorgehäuse (11) drehbar gelagert ist; eine Vielzahl von Leistungstransistoren (51–58, 61–68), die an einer axialen Seite der Welle (25) außerhalb des Motorgehäuses (11) bereitgestellt sind, sodass die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) mit Entnahmeleitungen (19), die sich aus einer Spule (18) erstrecken, die um den Stator (15) oder den Rotor (21) gewickelt ist, elektrisch verbunden sind, wobei die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) der Spule (18) einen Ansteuerstrom zuführen; eine Steuerplatine (30), die auf einer Seite der Leistungstransistoren (51–58, 61–68), auf der sich der Rotor (21) befindet, außerhalb des Motorgehäuses (11) bereitgestellt ist, um ein Schalten der Leistungstransistoren (51–58, 61–68) zu steuern; und einen Wärmeableiter (80), der auf der anderen Seite der Steuerplatine (30), die dem Rotor (21) gegenüber liegt, außerhalb des Motorgehäuses (11) bereitgestellt ist, um Wärme zu absorbieren, die durch die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) erzeugt wird.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: einen Magnet (29), der an einem axialen Endbereich der Welle (25) bereitgestellt ist; und einen Positionssensor (35), der an der Steuerplatine (30) bereitgestellt ist, um ein Signal auszugeben, das einer Richtung eines Magnetfelds entspricht, das durch den Magnet (29) erzeugt wird.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) und die Steuerplatine (30) an dem Wärmeableiter (80) befestigt sind, und der Wärmeableiter (80) und das Motorgehäuse (11) miteinander verbunden sind,
Motorisierte Gerätschaft (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) zusammen mit Verdrahtungen (70–75), welche die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) verbinden, mittels Kunstharzgießen in einen Kunstharzguss (42) eingesetzt sind, der in Form einer Platine gegossen ist, wodurch ein Leistungsmodul (40) gebildet wird, und die Steuerplatine (30), das Leistungsmodul (40) und der Wärmeableiter (80) in dieser Reihenfolge von der Seite des Motorgehäuses (11) aus in axialer Richtung der Welle (25) angeordnet sind.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach Anspruch 4, weiterhin aufweisend: elektronische Bauteile (43, 44), die auf einer Seite des Leistungsmoduls (40) bereitgestellt sind, die bezüglich einer Platinendickenrichtung des Leistungsmoduls (40) der Steuerplatine (30) gegenüber liegt, wobei die elektronischen Bauteile (43, 44) mit den Verdrahtungen (70–75) elektrisch verbunden sind, welche die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) verbinden, wobei der Wärmeableiter (80) eine Aussparung (82) zur Aufnahme der elektronischen Bauelemente (43, 44) aufweist.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend: ein Abschirmelement (93, 94, 95, 96), das zwischen dem Leistungsmodul (40) und dem Positionssensor (35) bereitgestellt ist.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach Anspruch 6, wobei das Abschirmelement (93, 94, 95, 96) zusammen mit den Leistungstransistoren (51–58, 61–68) und den Verdrahtungen (70–75), welche die Leistungstransistoren (51–58, 61–68) verbinden, mittels Kunstharzgießen in den Kunstharzguss (42) eingesetzt ist, wodurch das Leistungsmodul (40) gebildet wird.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich die Entnahmeleitungen (19), die sich aus der Spule (18) erstrecken, durch Löcher (311), die in der Steuerplatine (30) in Platinendickenrichtung der Steuerplatine (30) ausgebildet sind, hindurch erstrecken und mit Anschlüssen (78) der Leistungstransistoren (51–58, 61–68) elektrisch verbunden sind.
Motorisierte Gerätschaft (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin aufweisend: eine Abdeckung (91), die auf einer Seite des Wärmeableiters (80) bereitgestellt ist, die dem Motorgehäuse (11) gegenüber liegt, wobei die Abdeckung (91) eine Funktion zum Abschirmen einer Störstrahlung aufweist.