專利名稱：電動機驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成電路(例如電動才幾驅(qū)動電路)的部件的組件
(assembly)，并特別涉及電動機(驅(qū)動)單元或者電動機控制單元。
背景技術(shù)：
公開號為No.2003-309384 (對應(yīng)于US 2003/206392 Al)的已公 開日本專利申請示出了一種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括用于為車輛產(chǎn)生轉(zhuǎn)向 助力扭矩的電動才幾、用于驅(qū)動電動^li的驅(qū)動電路，以及用于控制驅(qū)動 電路的控制電路。在這個系統(tǒng)中，多個開關(guān)器件被安裝在外殼的傾斜 表面上，并由螺釘緊固件逐一固定。

發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻的系統(tǒng)中，由于緊固每一個開關(guān)器件的操作，組 裝過程是有問題的。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種具有便利于組裝過程的結(jié)構(gòu) 的裝置或者組件。
根椐本發(fā)明的 一個方面， 一種裝置，例如電動機驅(qū)動裝置或組件， 至少包含第 一和第二子組件。第 一子組件包括第一板和在所述第 一板 中形成的連接部分，以便形成從電源到電動機的電流供給路徑。第二 子組件包括第二板和安裝在所述第二板上的開關(guān)部分。開關(guān)部分的端 子段(terminal segment)與連接構(gòu)件的端子段連接。


圖l是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電動機(驅(qū)動) 單元的電路結(jié)構(gòu)的視圖。圖2是示出電動機單元的零件的分解透視圖。 圖3是電動機單元的第一子組件的從第二側(cè)(或開口側(cè)或上側(cè)) 觀察的透視圖。
圖4是第一子組件的從第一側(cè)(或底側(cè)或下側(cè))觀察的透視圖。
圖5是電動機單元的第二子組件的透視圖。
圖6是第二子組件的分解透視圖。
圖7是示出圖2的電動機單元的外殼的透視圖。
圖8是示出在把兩個第二子組件和連接器連接到外殼的步驟結(jié)
束時的外殼的透視圖。
圖9是示出在把第一子組件安裝在第二子組件上方的步驟結(jié)束
時的外殼的透視圖。
圖IO是沿圖9中所示的線X-X所取的剖視圖。
圖ll是沿圖9中所示的線XI-XI所取的剖視圖。
圖12是示出在把第三子組件安裝在第一子組件上方的步驟結(jié)束
時的外殼的透視圖。
圖13是示出在利用覆蓋第三子組件的遮蓋構(gòu)件封閉外殼的開口
的步驟結(jié)束時的外殼的透視圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電動機單元(或電動機驅(qū)動單 元)。在圖l中所示的例子中，用于動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動機和用于控 制該電動機的控制單元被組裝到電動機(驅(qū)動)單元l中。圖l示意 性地示出了電動機單元1的電路結(jié)構(gòu)。下面是對這個例子的電動機單 元1的構(gòu)造的說明。電動機驅(qū)動裝置可以被看作是包括電動機單元1 的至少一部分的組件。
電動機2是具有U、 V和W相的三相逆變器電動機。電動機單 元1包括電動才幾2、用于產(chǎn)生用于驅(qū)動電動才幾2的驅(qū)動電流的(電動 機)驅(qū)動電路3，以及用于產(chǎn)生用于控制驅(qū)動電路3中所包括的至少 一個開關(guān)器件4的控制信號的(電動機)控制電路5。驅(qū)動電路3包括開關(guān)部分，所述開關(guān)部分包括一個或更多個開關(guān) 器件4。根據(jù)圖示的實施例，驅(qū)動電路3包括多個被排列形成逆變器 Iv的開關(guān)器件4。在圖l的例子中，存在六個開關(guān)器件4，并且所有 的開關(guān)器件4都是FET (場效應(yīng)晶體管)。通過執(zhí)行例如PWM控制， 逆變器Iv把從直流電源(例如電池)6供給的直流功率改變?yōu)榻涣鞴?率，并把交流電流供給電動機2的三相的每一個線圏2a。在這個實施 例中，驅(qū)動電路3由多個子組件形成。在圖l中所示的例子中，電動 機單元1包括三個不同的子組件7、 8和9，并且子組件的總數(shù)是四。
笫一 (或基本)子組件7包括第一板11和連接部分，所述連接 部分包括至少一個匯流條IO形式的連接構(gòu)件，形成傳導(dǎo)從DC電源6 供給電動機2的相對較高的電流的電流路徑。圖1中所示的第一子組 件7包括分別與DC電源6的正和負端子(或電極)連接的(第一和 第二電源側(cè))匯流條10p和10m,和分別與電動機2的U、 V和W 相連接的(第一、第二和第三負載側(cè))匯流條10u、 10v和10w。每 一個匯流條10包括條形構(gòu)件或者相對較厚的導(dǎo)電金屬材料帶，例如 包括鐵、銅或包含鐵和/或銅的合金的材料，形成為合適的形狀，例如 具有彎曲部分或分叉的形狀。每一個匯流條10包括至少一個端子段 30a，端子段30a是用于和另一個導(dǎo)體連接的凸出端的形式。
第二子組件8包括第二板21和至少一個開關(guān)器件4。第二子組 件8是和第一子組件7分離的子組件。電動機單元1可以包括多個第 二子組件8。在圖l的例子中，存在兩個第二子組件8，它們可以被 稱為正側(cè)第二子組件(或者第一開關(guān)子組件)和負側(cè)第二子組件(或 者第二開關(guān)子組件)。正側(cè)第二子組件8包括連接在DC電源6的正 端子(+)和三相逆變器電動機形式的電動機2的中性點2b之間的三個 開關(guān)器件4。負側(cè)第二子組件8包括連接在DC電源6的負端子(-)和 電動機2的中性點2b之間的三個開關(guān)器件4。第一和第二開關(guān)子組件 8彼此相同，所以第 一和第二開關(guān)子組件8可以被制造為公共部件。
驅(qū)動電路3包括除開關(guān)器件4以外的各種(非開關(guān))電路部件。 這些電路部件(例如電容器12、繼電器13和線圏14)以及其他部件
7(例如電流傳感器15)被安裝在第一子組件7中。因此，驅(qū)動電路3 的連接構(gòu)件(匯流條)IO和非開關(guān)電路部件被包含在第一 (或基本或 主要)子組件7中，而開關(guān)器件4與第一子組件7分離，并且被安裝 在一個或更多個單獨的第二子組件8中。
控制電路5是用于控制電動機2的部分?？刂齐娐?通過根據(jù)外 部信號和內(nèi)部信號(例如來自電流傳感器15的傳感器信號)執(zhí)行計 算并產(chǎn)生開關(guān)控制信號來控制開關(guān)器件4,從而通過改變供給電動機 2的電流的特性控制電動機2的轉(zhuǎn)動速度和扭矩。在這個實施例中， 控制電路5被形成為包括第三板16的第三子組件9。在圖示的例子中， 第三板9是印刷電路板的形式，其上通過焊接或者其他接合方法安裝 了至少一個CPU和其他的電子部件。
圖2~6更詳細地示出了電動機單元(或電動機驅(qū)動單元)1。圖 2是示出電動機單元1的零件的分解透視圖。圖3是第一子組件7的 從第二側(cè)(開口側(cè)或上側(cè))觀察的透視圖。圖4是第一子組件7的從 第一側(cè)(底側(cè)或下側(cè))觀察的透視圖。圖5是第二子組件8其中之一 的從第二側(cè)觀察的透;f見圖。圖6是第二子組件8其中之一的分解透視圖。
如圖2中所示，電動機(驅(qū)動)單元l包括用于封閉第一、第二 和第三子組件7、 8和9的外殼17。外殼17由導(dǎo)熱材料制成，導(dǎo)熱材 料例如是具有相對較好的導(dǎo)熱性的金屬材料(例如鋁合金)。例如， 外殼17是由金屬鑄造(例如模鑄)形成的鑄件。外殼17包括分隔壁 17d，分隔壁17d將外殼17的內(nèi)腔劃分為具有大致圓柱形狀、用于包 含電動機2(圖2中未示出)的圓柱形電動機容納部分18和具有帶有 底部的管形形狀的零件容納部分19。分隔壁17d具有起到電動機容納 部分18的內(nèi)壁表面作用的凹壁表面，和起到零件容納部分19的內(nèi)壁 表面作用的凸壁表面。電動機容納部分18沿假想的中心線延伸，當(dāng) 安裝電動機2時，電動機2的軸(圖13中所示的2c)沿著所述假想 的中心線延伸。零件容納部分19沿著從零件容納部分19的底部到開 口 ( 19a)的第二方向延伸，沿著電動機容納部分18的中心線，而第一方向(從開口 19a朝底部延伸)和所述第二方向相反。
第一、第二和第三子組件7、 8和9被安裝在零件容納部分19 中，并被例如螺釘?shù)木o固裝置20固定于外殼17。在這個實施例中， 第一、第二和第三子組件7、 8和9被以三層堆棧結(jié)構(gòu)的形式堆疊， 所述三層堆棧結(jié)構(gòu)由最靠近零件容納部分19的底部的笫二子組件8 為第一層、第一子組件7為第二層，并且第三子組件9為第三層構(gòu)成。 因此，沿著電動機容納部分18的假想中心線(或者沿著組裝狀態(tài)中 的電動機軸(2c))，第一子組件7介于第二子組件8和第三子組件 9之間，第二子組件8位于第一子組件7的第一 (底部)側(cè)上，第三 子組件9位于笫一子組件7的第二 (開口 )側(cè)上，接近外殼17的開 口 (18a、 19a)。在第一子組件7的第一板11和每一個第二子組件8 的第二板21之間提供了間隙Sp，并且在第一子組件7的第一板11 和第三子組件9的第三板16之間提供了類似的間隙Sp (如圖11和 12中所示)。通過移動這些板的固定位置或者通過在子組件之間插入 一個或更多個間隔物，或者通過在一個或更多個板中形成凸起以起到 間隔物的作用，形成了這些間隙。
夕卜殼17包括具有內(nèi)壁表面17a的(側(cè))壁17b，內(nèi)壁表面17a 直接地或者通過導(dǎo)熱構(gòu)件與至少一個第二子組件8接觸，并且它實現(xiàn) 了壁17b和至少一個子組件8之間的熱傳導(dǎo)。在這個例子中，壁17b 是側(cè)壁，并且側(cè)壁17b的內(nèi)壁表面17a是安裝表面，沿著第二方向朝 向外殼17的開口，和朝著零件容納部分19的底部的第一方向相反。 每一個子組件8的第二板21通過導(dǎo)熱構(gòu)件被安裝在安裝表面17a上， 導(dǎo)熱構(gòu)件是相對較薄的矩形襯墊22的形式。
提供了連接器23和24用于從外部進行電氣連接。連接器23和 24具有在附連狀態(tài)中突出到外殼17的零件容納部分19中的端子段 30g (如圖8中所示)。連接器23是用于通過導(dǎo)線和外部CPU、傳感 器和/或其他設(shè)備連接的信號連接器。連接器24是用于通過導(dǎo)線與DC 電源6連接的電源連接器。
如圖3和圖4中所示，第一子組件7的第一板11是相對較厚的平板的形式，其中包括匯流條10。第一板11可以通過插入模壓(insert molding)過程形成，包括將匯流條10分別放置在模子中的預(yù)定位置 的步驟，將融化的絕緣合成樹脂(例如PBT (聚對苯二曱酸丁二酯)、 PPS (聚苯硫醚)或PA (聚酰胺))傾倒入模子中的步驟，和形成單 個的固態(tài)板而匯流條IO被樹脂封裝的步驟。在這種情況下，每一個 匯流條10的一部分(例如形成端子段的部分)棵露在第一板11的外 部，用于通過熔接或焊接而與電動機2的端子部分和各種其他部件電 氣連接。
笫一板ll形成有多個從第一 (底部)側(cè)上的第一表面lla穿過 第一板ll延伸到相反的第二(開口 )側(cè)上的第二表面llb的通孔25。 一些通孔25不是普通的通孔，而是異形通孔，其中每一個均由側(cè)壁 限定和包圍，至少一個匯流條10的端子段30a從所述側(cè)壁突出到通 孑L25中。在這些異形通孔25中的每一個中，棵露的端子段30彎曲， 然后沿第二方向朝零件容納部分19的開口 19a延伸。在這種情況下， 匯流條10包括掩埋在第一板11中的掩埋部分、從掩埋部分沿著第一 板ll的第二表面11b延伸到通孔25中的橫向部分、形成大致直角的 彎曲部分，和沿著第二方向(大致垂直于第二表面lib)朝零件容納 部分19的開口 19a延伸超過第二表面lib的突出部分(如圖10中最 佳地示出)。而且，安裝在第一板ll上的部件(例如電容器12、繼 電器13、線圏14和電流傳感器15)的端子段30b、連接器23和24 的端子段30g,以及從第二子組件8延伸的端子段30c和30d通過一 些通孔25從第一板11的第一 (底部)側(cè)到第二 (開口 )側(cè)延伸，所 以端子段30a 30d和30g的前向端(forward end)位于第一板ll的 第二 (開口 )側(cè)上。為了形成如圖1中所示的驅(qū)動電路3,端子段 30a 30d和30g在位于第一板11的第二(開口 )側(cè)上的相應(yīng)接合部分 與匯流條10的端子l殳30a接合。
如圖3中所示， 一個或更多個繼電器構(gòu)件26從第一板11的第二 表面(后側(cè)表面)llb突出。每一個繼電器構(gòu)件26均具有U形部分， 包括沿著第二表面11b從第一端向第二端延伸的固定部分26a、在通孔25之一的邊緣沿著和平坦的第二表面lib大致垂直的第二方向從 固定部分26a的第一端突出的第一 (較短)端子段30e,以及從固定 部分26a的第二端突出、沿朝著外殼17的開口的第二方向的較長的 (較長)端子段30f。第一端子段30e在第一板11的第二側(cè)上的接合 部分與從一個第二子組件8 (圖5和6中所示)延伸的端子段30c之 一接合。第二 (較長)端子段30f與第三子組件9的導(dǎo)電部分接合。 以這種方式，每一個繼電器構(gòu)件26均被用來將第二子組件8與第三 子組件9連接。繼電器構(gòu)件26最好利用插入模壓在第一板11中與匯 流條10固定在一起。
如圖4中所示，電路部件(電容器12、繼電器13和線圏14)的 主體部分從第一板ll的第一表面(前表面)lla (在組裝狀態(tài)中沿朝 著零件容納部分19的底部的第一方向)突出。這些主體部分被容納 在零件容納部分19中的凹陷部分中，如圖2中所示。
如圖5和圖6中所示，每一個第二子組件均包括大致矩形、相對 較薄的平板(在這個例子中比第一板11薄)形式的第二板21、 一個 或更多個開關(guān)器件4 (在這個例子中數(shù)量為3),以及一個或更多個 針對開關(guān)器件4 一對一地提供的延伸構(gòu)件27。
在圖5和圖6中所示的例子中，三個開關(guān)器件4被沿著矩形的第 二板21的縱向排列成行。第二板21形成有兩個環(huán)形緊固孔21a，緊 固孔21a在兩個分別在兩個相鄰開關(guān)器件4之間的位置通過延伸。第 二子組件8由分別通過這些緊固孔21a的緊固裝置20固定到外殼17， 如圖2中所示。
如圖6中所示，導(dǎo)電構(gòu)件28被掩埋在第二板21中，并且至少部 分地棵露在第二板21的第二表面21b中。利用使用焊接的表面安裝 技術(shù)，開關(guān)器件4和延伸構(gòu)件27被安裝在第二表面21b上面，并且 與導(dǎo)電構(gòu)件28的棵露部分28a電氣連接，以便形成如圖1中所示的 電路。
每一個延伸構(gòu)件27均包括平板狀基底部分27a和從基底部分 27a直立突出的引腳27b。引腳27b包括彎曲部分27c,彎曲部分27c在從基底部分27a筆直延伸到彎曲部分27c的下部部分和從彎曲部分 27c筆直延伸并起到通過第一板11的一個通孔25延伸的端子段30d 作用的上部部分30d之間。
這個例子的每一個開關(guān)器件4包括第一電極，第一電極是漏極D， 棵露在開關(guān)器件4的抵靠在第二板21的第二表面21b上的下表面4a 中(或者使熱輻射板棵露)。這個漏極通過焊接、超聲焊接或者其他 方法與導(dǎo)電構(gòu)件28的至少一個棵露部分28a在電氣上連接。因此， 漏極由導(dǎo)電構(gòu)件28與延伸構(gòu)件27連接，導(dǎo)電構(gòu)件28包括與漏極接 合的第一棵露部分28a、與延伸構(gòu)件27的基底部分27a接合的第二棵 露部分28a，以及在第二板21中從笫一棵露部分延伸到第二棵露部分 的掩埋部分。因此，端子段30d是漏極D的端子段。
開關(guān)器件4的第二和第三電極(源極S和柵極G )的每一個端子 段30c均包括從開關(guān)器件4的直立側(cè)表面4b沿順著第二板21的表面 21b的橫向方向突出的橫向部分，以及沿著大致垂直于表面21b的第 二方向朝著第一子組件7延伸，以便與橫向部分形成直角的的直立部 分。在開關(guān)器件4被安裝在第二板21上的安裝狀態(tài)中，橫向部分沿 著表面21b延伸，而直立部分大致垂直于表面21b。
如圖5中所示，每一個開關(guān)器件4的笫一、第二和第三電極的三 個端子段30d、 30c和30c分別沿著大致垂直于第二板21的表面21b 的相同的第二方向，在排列形成等腰三角形或等邊三角形的三個分開 的位置筆直突出。
圖7到圖13是用于示出電動機(驅(qū)動)單元1的組裝過程和組 裝結(jié)構(gòu)的視圖。圖7到9，圖12和圖13是用于示出組裝過程的透視 圖。圖IO是沿圖9中所示的線X-X所取的剖^L圖。圖ll是沿圖9中 所示的線XI-XI所取的剖視圖。
如圖7中所示，限定零件容納部分19的側(cè)壁17b包括薄壁部分 和向內(nèi)突出以形成具有沿第二方向朝向外殼17的開口的肩部表面形 式的內(nèi)安裝表面17a的階梯的厚壁部分17c,第二方向和朝著零件容 納部分19的底部的第一方向相反。薄壁部分從厚壁部分17c沿第二方向延伸，并且厚壁部分17c從薄壁部分向內(nèi)凸起。在圖7的例子中， 外殼17包括兩個內(nèi)安裝肩部表面17a(分別在兩個厚壁部分17c中形 成)，用于支撐兩個第二子組件8。這些安裝肩部表面17a是矩形平 坦表面，連接以形成L形表面(由L形厚壁部分形成)。
優(yōu)選地，安裝表面17a在與分隔壁15分開的位置形成，分隔壁 15把外殼17的內(nèi)部劃分為電動機容納部分18和零件容納部分19。 在這個例子中，側(cè)壁17b包括跨過零件容納部分19與分隔壁17d對 立的對立壁17e,并且安裝表面17a之一在這個對立壁17e中形成。 電動機容納部分18和零件容納部分19在第二方向上(如圖7中觀察 到的向上)開口，并且安裝表面17a沿第二 (向上)方向朝向零件容 納部分19的開口 19a。
如圖8中所示，第二子組件8分別被通過襯墊22 (圖2中所示) 放置在安裝表面17a上，并被螺釘緊固件20固定于外殼17。而且， 連接器23和24被插入在零件容納部分19的底部中形成的相應(yīng)連接 器孔(未示出)中。在圖8的狀態(tài)中，第二子組件8的(筆直)端子 段30c和30d和連接器23和24的(筆直)端子段30g都直立于零件 容納部分19中，并沿相同的第二方向朝著零件容納部分19的開口 19a 筆直突出。
每一個第二子組件8的第二板21均具有細長的形狀，并且開關(guān) 器件4被沿著笫二板21的縱向方向排列成一行。這種排列使得更容 易沿著側(cè)壁17b布置開關(guān)器件4。每一個第二子組件8中的開關(guān)器件 4均從第二板21的第二表面21b突出，并且第二板21的平坦的第一 表面通過導(dǎo)熱村墊22與安裝表面17a完全接觸，以便實現(xiàn)第二板21 和外殼17之間的最佳熱傳導(dǎo)。
然后，如圖9中所示，第一子組件7被從零件容納部分19的開 口 19a，以使得第一板11的第一表面lla (圖4中所示)沿第一方向 朝向零件容納部分19的底部、而第二表面lib沿第二方向朝向零件 容納部分19的開口 19a的姿勢安裝。因此，電路部件的主體部分(例 如電容器12、繼電器13和線圏14)從第一板11沿第一方向朝著底部突出，而端子段30a、 30e和30f從第一板11沿第二方向朝著零件 容納部分19的開口 19a突出。
當(dāng)?shù)谝蛔咏M件7被設(shè)置在零件容納部分19中預(yù)先確定的正確位 置時，第二子組件8的直立的端子段30c、 30d等通過第一子組件7 的對應(yīng)的通孔25，并與配合的端子段30a、 30e等(圖3中所示)靠 近地或鄰接地并排延伸，最佳如圖10中所示。第一和第二子組件7 和8的這種成對的配合端子段被接合在一起以便在第一子組件7的第 二側(cè)上形成相應(yīng)的接合部分。
在這個例子中，第 一子組件7的端子段30a和30e被通過焊接(例 如TIG焊接)與第二子組件8的端子段30c和30d接合。如圖10和 圖3中所示，這些端子段30a、 30c、 30d和30e從第一板11的第二 表面lib沿著大致垂直于第二表面lib的方向突出，因而使得在W 層的焊接能夠在第二(開口 )側(cè)遠離第一板ll的笫二表面llb。因此， 第一板11起到屏蔽壁的作用，用于阻止焊接的熱對安裝在第一和第 二子組件7和8中的電路部件的不期望的影響。
在外殼17中安裝第一子組件7的操作之前，可以預(yù)先執(zhí)行第一 子組件7的端子段30a和第一子組件7的電路部件(例如電容器12、 繼電器13和線圏14)的端子段30b之間的連接。而且，可以選擇采 用下述方法利用用于組裝或嚙合的機制把電路部件暫時附著于第一 板11，然后在把第一子組件7的端子段30a和30e與第二子組件8的 端子段30c和30d接合的操作時把第一子組件7的端子段30a和第一 子組件7的電路部件的端子段30b接合。在這種情況下，最好釆用相 同的接合方法(例如TIG焊接)用于接合這些端子段。
每一個延伸構(gòu)件27的引腳27b的彎曲部分27c可以起到吸收第 一和第二子組件7和8的固定位置的較小偏移，并降低施加于接合部 分的力的作用。
如圖11中所示，第一子組件7被設(shè)置成把第二子組件8壓在外 殼17相應(yīng)的安裝表面17a上。第一板11形成有突起llc，從第一表 面11a朝著零件容納部分19d底部突出，如圖4中所示。當(dāng)?shù)谝蛔咏M件7被圖2中所示的螺釘緊固件固定于外殼17時，第一板ll的這些 突起llc通過抵靠在第二板21的第二表面21b上把第二板8沿著第 一方向朝底部推擠，從而把每一個第二板8均勻地壓在外殼17的安 裝表面17a上。如圖2和圖10中所示，在每一個第二板21和安裝表 面17a之間提供的導(dǎo)熱襯墊22是具有彈性(壓縮性和柔韌性)的彈 性構(gòu)件，所以襯墊22能夠吸收第一和第二板11和21的堆疊方向上 的制造誤差。
在第一板11的第一表面lla中形成了一個或更多個凹陷部分 lld,以防止第一板11抵靠在每一個開關(guān)器件4上。如果第一板ll 抵靠在開關(guān)器件4的第二表面上，并沿著第一方向推擠開關(guān)器件4, 則開關(guān)器件4高度上的不均勻性可能使第二子組件8和外殼17之間 的接觸變差，并且開關(guān)器件4可能因接受外部沖擊被損壞。因此，為 每一個開關(guān)器件4提供了一個凹陷部分lld,并且每一個開關(guān)器件4 被布置在凹陷部分lld其中一個中，以便在開關(guān)器件4和第一板11 之間形成空隙Sp。因此，將第一板11的形狀形成為利用凹陷部分lld 防止和開關(guān)器件4 (即使開關(guān)器件4的高度是不規(guī)則的)直接接觸， 并利用突起llc把第二子組件8的第二板21壓到外殼17的安裝表面 17a以改進其間的熱接觸從而提高散熱性能。
然后，如圖2中所示，第三子組件9被安裝在第一子組件7上方。 第一子組件7被布置在位于第一子組件7的第二(開口)側(cè)上的笫三 子組件9和位于第一子組件7的第一(底部)側(cè)上的第二子組件8之 間。在第一板11和第三板16之間提供了間隙Sp (如圖11中所示)。 第一子組件7的端子段30a和30f的一部分通過在第三板16中所開的 一個或更多個通孔(未示出)延伸，并且沿著笫二方向從第三板16 的第二 (開口 )側(cè)上的第三板16的第二表面16a突出。從第三板16 的第二表面16a突出的端子段30a和30f的這些部分被與第三子組件 9的導(dǎo)電部分(例如導(dǎo)電材料的印刷圖案，或者引腳，未示出)在第 三板16的第二側(cè)上(通過例如焊接)接合在一起。第三子組件9的 電子部件被安裝在第三板16的第一表面或者第二表面16a上。
15然后，如圖13中所示，遮蓋構(gòu)件29利用螺釘緊固件20被固定 于外殼17以封閉電動機容納部分18的開口 18a和零件容納部分19 的開口 19a。遮蓋構(gòu)件29形成有軸孔29，安裝在電動機容納部分18 中的電動機2的電動機軸2c通過軸孔29向外突出。
因此，根據(jù)所示實施例的組裝過程包括如圖8中所示的把至少一 個第二子組件8安裝在外殼17中的第一步驟，以及如圖9中所示的 把第一子組件7安裝在外殼17中(并且在第一子組件的第二側(cè)上電 氣連接第一和第二子組件)的第二步驟。在第二步驟以后，所述組裝 過程還可以包括如圖12中所示的把第三子組件9安裝在外殼17中的 第三步驟。在第一步驟之前，所述組裝過程還可以包括如圖7中所示 的準(zhǔn)備外殼17的準(zhǔn)備步驟，以及如圖13中所示的在第三步驟之后的 封閉外殼17的開口的第四步驟。
根據(jù)所示的本發(fā)明的實施例，電動機驅(qū)動裝置包含第一子組件
(7)，包括第一板(11)和包括在第一板中形成的至少一個連接構(gòu) 件(例如匯流條10)的連接部分；和第二子組件(8),包括第二板
(21)和包括至少一個安裝在第二板上的開關(guān)器件(4)的開關(guān)部分， 并且第一和第二子組件(7， 8)被堆疊成在第一和第二板之間有間隙
(Sp)，并且通過把連接部分(10)的至少一個端子段(30a)與開 關(guān)部分(4)的至少一個端子段(30c或30d)連接而^皮連接。這種結(jié) 構(gòu)使得有可能把多個部件(例如開關(guān)器件U))以第二子組件(8) 的形式安裝在一起，從而有助于組裝過程。利用間隙(Sp)，這種結(jié) 構(gòu)能限制開關(guān)器件產(chǎn)生的熱對第一板(11)的不期望的影響。
根據(jù)所示實施例，第二子組件(8)的開關(guān)部分包括一組開關(guān)器 件(4),并且第一子組件(7)的連接部分包括一組連接構(gòu)件(例如 匯流條IO)。連接部分還可以包括一個或更多個(非開關(guān))電路部件
(12、 13、 14)。開關(guān)部分和連接部分在電氣上連接以形成驅(qū)動電路
(3)。因此，驅(qū)動電路(3)被劃分為開關(guān)器件的開關(guān)部分和包括剩 余電路部件或者除了開關(guān)器件以外的部件的連接部分。
根據(jù)所示實施例，第一板(11)形成有至少一個通孔(25)，開關(guān)部分(4)的端子段(30c、 30d)通過通孔(25)延伸，并且在第 一子組件(7 )的第二 (開口 )側(cè)上的接合部分(W )處與匯流條(10 ) 形式的連接構(gòu)件的端子段(30a)連接，使得第一子組件(7)位于第 二側(cè)上的接合部分和與第二側(cè)相反的第一側(cè)上的第二子組件(8)之 間。這種結(jié)構(gòu)能夠防止接合端子段的操作所產(chǎn)生的熱的影響傳輸?shù)较?反側(cè)上的開關(guān)器件。
根據(jù)所示實施例，開關(guān)器件(4)的端子段(30c、 30d)和匯流 條(10)的端子段(30a)之間的接合部分在與第一板(11)的第二 表面(lib)分開的位置(通過焊接)形成。這種結(jié)構(gòu)能夠保護第一 板(11)和開關(guān)器件(4)免于接合操作(例如焊接)所導(dǎo)致的不期 望的影響。
根據(jù)所示實施例，電動機驅(qū)動裝置還包含第三子組件(9)，它 包括第三板(16)和在第三板上和/或第三板中形成的控制電路(5)， 第三子組件(9)堆疊或疊放在第一子組件(7)上，在第一板(11) 和第三板(16)間有間隙(Sp),并且第一子組件(7)介于第二子 組件(8)的開關(guān)器件(4)和第三子組件(9)的控制電路(5)之間。 因此，居間的第一子組件(7)能夠起到防止開關(guān)器件(4)產(chǎn)生的熱 影響第三子組件(9)的控制電路(5)的屏障的作用。當(dāng)在遠離第一 板的第三板(16)的第二表面上形成控制電路的電子部件時，則第三 板(16)也能起到用于保護控制電路免受開關(guān)器件的熱影響的屏障的 作用。
根據(jù)所示實施例，電動機驅(qū)動裝置還包含導(dǎo)熱材料的(導(dǎo)熱)外 殼(17)，并且第二子組件(8)被布置在外殼中以便直接地或者通 過導(dǎo)熱構(gòu)件(22)抵靠在外殼的內(nèi)(安裝)表面(17a)上。這種結(jié) 構(gòu)能使得第二子組件(8)的開關(guān)器件(4)所產(chǎn)生的熱直接地或者通 過導(dǎo)熱構(gòu)件(22)傳輸?shù)酵鈿?17)，并有效地促進通過外殼(17) 散熱。
根據(jù)所示實施例，第二板(21)被第一板(11)(利用突起(llc) 或支持部分和螺釘緊固件(20))壓到外殼(17)的內(nèi)(安裝)表面(17a)。這種結(jié)構(gòu)提高了第二板(21)在外殼(17)上的接觸面積 和緊密性，從而改善了冷卻或者散熱性能。而且，壓著第二子組件的 結(jié)構(gòu)使得有可能消除用于把第二板(21)緊固到外殼(17)的緊固裝 置(20)，而提供用于把第二板(21)相對于外殼(17)定位的機制。 在這種情況下，有可能減少所要求的部件的數(shù)量，從而降低重量和制 造成本。
根據(jù)所示實施例，外殼(17)包括側(cè)壁(17b、 17e)，它限定 了容納第一和第二子組件(7、 8)的零件容納部分(19)，并且它形 成有包括其上安裝第二子組件(8)的肩部表面(17a)的臺階。因此， 零件容納部分(19)的側(cè)壁(17b、 17e)可#>有效地用作用于熱傳輸 的裝置、用于散熱的裝置，例如散熱片。
根據(jù)所示實施例，側(cè)壁(17b)包括厚壁部分(17c),厚壁部分 (17c)包括起到支持第二子組件(8)的安裝表面的作用的肩部表面 (17a)。這種結(jié)構(gòu)通過利用厚壁部分(17c)的熱容量，能夠改善第 二子組件(8)的散熱性能。可以選擇提供一個或更多個從厚壁部分 (17c)的外表面向外突出的鰭狀物，以便通過增加外殼(17)的外 表面面積改善散熱性能。
根據(jù)所示實施例，外殼(17)包括分隔壁(17d)和側(cè)壁(17e、 17b)，分隔壁(17d)把容納第一和第二子組件(7、 8)的零件容納 部分(19)與容納電動機(2)的電動機容納部分(18)彼此分開， 側(cè)壁(17e、 17b)限定零件容納部分，并且它與電動機容納部分(18) 和分隔壁(17d)分開，并且第二子組件(8)被支撐在側(cè)壁(17e、 17b)中形成的安裝表面上。這種結(jié)構(gòu)防止電動機(2)所產(chǎn)生的熱對 開關(guān)器件(4)的散熱性能的不利影響。
根據(jù)所示實施例，第二子組件(8)包括多個沿著縱向方向排列 成行的開關(guān)器件(4)，第二板(21)沿著所述方向是細長的。因此， 開關(guān)器件(4)可以被很容易地沿著側(cè)壁(17b、 17e)排列，以使每 一個開關(guān)器件(4)的熱均能有效地傳輸?shù)酵鈿?17)。
根據(jù)所示實施例，電動機驅(qū)動裝置包含多個具有相同結(jié)構(gòu)的第二子組件。使用相同的子組件降低了所要求的零件的成本和制造成本。 根據(jù)所示實施例，電動機驅(qū)動裝置包含與所述電動機連接的正側(cè)
第二子組件(8)和負側(cè)第二子組件(8)，所述電動機是三相交流電 動機。正側(cè)第二子組件(8 )包括三個連接在電動機(2 )的中性點(2b ) 和適于和DC電源(6)的正電極連接的正供電端子之間的開關(guān)器件 (4)。負側(cè)第二子組件(8)包括三個連接在電動機(2)的中性點 (2b)和適于和DC電源(6)的負電極連接的負供電端子之間的開 關(guān)器件(4)。通過使用兩個相同的第二子組件，可以沿著外殼(17) 的側(cè)壁(17b)緊湊地安裝開關(guān)器件，以便降低所要求的零件的成本， 有助于組裝過程并降低制造成本。
根據(jù)所示實施例，每一個第二子組件(8)包括第一、第二和第 三端子(或引線)段(30d、 30c),它們分別與開關(guān)器件(4) (FET) 的第一、第二和第三電極(D、 S、 G)連接，并且這些端子段(30d、 30c)全都從第二板(21)朝著第一板直立。而且，第一端子段(30d) 通過在第二板(21)中形成的導(dǎo)電構(gòu)件(28)與開關(guān)器件的第一電極 (D)連接。這種結(jié)構(gòu)使得增加這些端子段(30d、 30c)之間的距離 更容易，從而防止把每一個端子段與配合的端子段相接合的操作的熱 影響其他端子段。
根據(jù)所示實施例，延伸構(gòu)件(27)包括與導(dǎo)電構(gòu)件(28)接合的 基底部分(27a)和直立的引腳部分(27b),引腳部分(27b)從基 底部分直立突出，并且它包括第一端子段(30d)和彎曲部分(30c)。
而且，彎曲部分能夠限制在基底部分中產(chǎn)生的力因端子段的偏移而增 加。
根據(jù)所示實施例，通過焊接把第二子組件(8)的端子段(30c、 30d)和匯流條(10)的端子段(30a)接合在一起。因此，該結(jié)構(gòu)能 夠降低接合部分的電阻，從而降低能量損失并改善耐久性。
根據(jù)所示實施例，開關(guān)器件包括場效應(yīng)晶體管。因此，可以降低 所要求的驅(qū)動功率，提高開關(guān)速度，并有助于安裝操作。而且，漏極
19D與第二板(21)的導(dǎo)電構(gòu)件(28)連接。因此，采用漏極上具有熱 輻射板或散熱板類型的FET，并把該FET安裝在第二板上更更易。
本發(fā)明不局限于所示實施例，而是可以做出各種修改。電動機可 以是三相逆變器電動機以外的類型。本發(fā)明可應(yīng)用于除了動力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)以外的各種系統(tǒng)(各種車輛控制單元，例如制動控制單元)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面， 一種控制裝置(或開關(guān)裝置或者組件) 包含一個堆疊在另一個上方的第一和第二子組件。第一子組件(7)
包括第一板(11)和多個連接構(gòu)件(例如匯流條IO)，它們中的每一 個均在第一板中形成，并被設(shè)置成當(dāng)開關(guān)器件(4)其中之一被開啟 時傳導(dǎo)電流，并且它們中的每一個均包括端子段(30a)。第二子組 件包括位于第一板的第一 (底部)側(cè)上的第二板(21)和多個開關(guān)器 件，每一個開關(guān)器件均安裝在第二板上，并且它們中的每一個均包括 與連接構(gòu)件其中之一的端子段(30a)連接的端子段(30c、 30d)。 優(yōu)選地，端子段在位于第一板的和第一側(cè)相反的第二 (開口 )側(cè)上的 接合部分(W)處接合在一起。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面， 一種組件包含第一子組件，包括第 一板和多個連接構(gòu)件，每一個連接構(gòu)件均在第一板中形成，并被設(shè)置 成當(dāng)開關(guān)器件其中之一被開啟時傳導(dǎo)電流，并且每一個連接構(gòu)件均包 括端子段；和第二子組件，包括位于第一板的第一側(cè)上的第二板和多 個開關(guān)器件，每一個開關(guān)器件均安裝在第二板上，并且每一個開關(guān)器 件均包括在位于第一板的和第一側(cè)相反的第二側(cè)上的接合部分(W) 處與連接構(gòu)件其中之一的端子段連接的端子段。在這個組件中，第二 子組件的端子段可以通過第一子組件的第一板從所述第一側(cè)向所述 第二側(cè)延伸。
本申請基于2008年3月19日遞交的No.2008-072142號在先日
本專利申請。該日本申請的全部內(nèi)容通過引用被包含于此。
盡管上面已經(jīng)通過參考本發(fā)明的某些實施例描述了本發(fā)明，但是 本發(fā)明不局限于上面所描述的實施例?？紤]到上面的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技 術(shù)人員將想得到上述實施例的修改和各種變化。本發(fā)明的范圍參考下 面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于由驅(qū)動電路驅(qū)動的電動機的電動機驅(qū)動裝置，包括第一子組件，包括第一板和連接部分，該連接部分在第一板中形成并被設(shè)置為形成從電源到電動機的電流供給路徑；和第二子組件，包括第二板和安裝在第二板上的開關(guān)部分，第一和第二子組件被堆疊成在第一和第二板之間有間隙，開關(guān)部分的端子段與連接部分的端子段相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，連接部分包括 在第一板中形成的匯流條，第一板形成有通孔，開關(guān)部分(4)的端 子段通過第一板的通孔延伸，并且與連接部分的端子段連接，第二板 位于第一板的第一側(cè)上，并且開關(guān)部分的端子段和連接部分的端子段 在第一板的與第一側(cè)相反的笫二側(cè)上相互連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第一子組件包 括第 一板和連接部分，該連接部分包括在第 一板中形成并被設(shè)置為與 第二子組件的開關(guān)部分形成驅(qū)動電路的一組連接構(gòu)件，并且第二子組 件包括第二板和開關(guān)部分，開關(guān)部分包括安裝在第二板上的一組開關(guān) 器件，每一個開關(guān)器件均在接合部分處與連接構(gòu)件其中之一電氣連 接，所述接合部分被定位成使得第 一板位于所述接合部分和第二板之 間。
4. 如權(quán)利要求2所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，電動機驅(qū)動裝 置還包括第三子組件，第三子組件包括形成控制驅(qū)動電路的控制電路 的第三板，第三子組件堆疊在笫一子組件上，在笫一板和第三板之間 有間隙，并且第 一板位于第 一側(cè)上的第二板和第二側(cè)上的第三板之 間。
5. 如權(quán)利要求2、 3和4中一項所述的電動機驅(qū)動裝置，其中， 電動機驅(qū)動裝置還包括封閉第一和第二子組件并且包括內(nèi)表面的外 殼，第二子組件以在第二子組件和外殼之間傳導(dǎo)熱的方式抵靠在所述 內(nèi)表面上。
6. 如權(quán)利要求5所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第二子組件被 第一子組件壓到外殼的內(nèi)表面上。
7. 如權(quán)利要求5所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，外殼包括側(cè)壁， 所述側(cè)壁限定了容納第一和第二子組件的零件容納部分，并且所述側(cè) 壁形成有包括肩部表面的階梯，并且第二子組件被安裝在所述肩部表 面上。
8. 如權(quán)利要求7所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，外殼的側(cè)壁包 括厚壁部分，所述厚壁部分包括所述肩部表面。
9. 如權(quán)利要求5所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，外殼包括分隔 壁和側(cè)壁，分隔壁把容納笫一和第二子組件的零件容納部分與容納電 動機的電動機容納部分彼此分開，而側(cè)壁限定零件容納部分并且它與 電動機容納部分分開，并且第二子組件被支撐在側(cè)壁上。
10. 如權(quán)利要求5所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第二子組件包 括開關(guān)部分，所述開關(guān)部分包括排列成行的多個開關(guān)器件。
11. 如權(quán)利要求10所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第二子組件 的第二板具有沿著縱向方向的細長的形狀，并且開關(guān)器件被沿著第二 板的縱向方向排列。
12. 如權(quán)利要求l到4中的一項所述的電動機驅(qū)動裝置，其中， 電動機驅(qū)動裝置包括多個第二子組件，每一個第二子組件均包括第二 板和開關(guān)部分。
13. 如權(quán)利要求12所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，電動機驅(qū)動 裝置包括兩個第二子組件，它們是正側(cè)第二子組件和負側(cè)第二子組 件，并且它們與電動4幾連接，所述電動才幾是三相交流電動^lM正側(cè)第 二子組件包括連接在電動機的中性點和適于和電源的正電極連接的 正供電端子之間的三個開關(guān)器件，并且負側(cè)第二子組件包括連接在電 動機的中性點和適于和電源的負電極連接的負供電端子之間的三個 開關(guān)器件。
14. 如權(quán)利要求l到4中的一項所述的電動機驅(qū)動裝置，其中， 第二子組件包括第一、第二和第三端子段，它們分別與開關(guān)部分中所包括的開關(guān)器件的第一、第二和第三電極連接，并且所述端子段都從 第二板朝著第一板直立。
15. 如權(quán)利要求14所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第一端子段 是延伸構(gòu)件的一部分，所述延伸構(gòu)件通過在第二板中形成的導(dǎo)電構(gòu)件 與開關(guān)器件的第一電極連接。
16. 如權(quán)利要求15所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，延伸構(gòu)件包 括基底部分和直立部分，所述基底部分與導(dǎo)電構(gòu)件接合，所述直立部 分從基底部分直立突出并且包括第一端子段和彎曲部分。
17. 如權(quán)利要求14所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，開關(guān)器件包 括場效應(yīng)晶體管，并且第一端子段與開關(guān)器件的第一電極連接，第一 電極是漏極。
18. 如權(quán)利要求14所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，第一子組件 的連接部分包括三個連接構(gòu)件，每一個連接構(gòu)件均包括端子段，所述 端子段從第 一板向第二側(cè)突出，并且所述端子段與第 一板的第二側(cè)上 的第二子組件的第一、第二和第三端子段其中之一連接。
19. 如權(quán)利要求1到4中的一項所述的電動機驅(qū)動裝置，其中， 電動機驅(qū)動裝置還包括電動機。
20. 如權(quán)利要求1到4中的一項所述的電動機驅(qū)動裝置，其中， 電動機驅(qū)動裝置是適于利用電動機產(chǎn)生動力轉(zhuǎn)向助力扭矩的動力轉(zhuǎn) 向電動機驅(qū)動裝置。
全文摘要
一種電動機驅(qū)動裝置，包括第一和第二子組件的組件。第一子組件包括第一板和至少一個例如匯流條的在第一板中形成并被設(shè)置為形成從電源到電動機的電流供給路徑的連接構(gòu)件。第二子組件包括第二板和至少一個安裝在第二板上的開關(guān)器件。第一和第二子組件被堆疊成在第一和第二板之間有間隙。開關(guān)器件的端子段與連接構(gòu)件的端子段連接。
文檔編號H02K5/00GK101540520SQ20091012878
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者元田晴晃 申請人:株式會社日立制作所