电动机驱动装置.pdf

一种电动机驱动装置，包括第一和第二子组件的组件。第一子组件包括第一板和至少一个例如汇流条的在第一板中形成并被设置为形成从电源到电动机的电流供给路径的连接构件。第二子组件包括第二板和至少一个安装在第二板上的开关器件。第一和第二子组件被堆叠成在第一和第二板之间有间隙。开关器件的端子段与连接构件的端子段连接。

1.  一种用于由驱动电路驱动的电动机的电动机驱动装置，包括：
第一子组件，包括第一板和连接部分，该连接部分在第一板中形成并被设置为形成从电源到电动机的电流供给路径；和
第二子组件，包括第二板和安装在第二板上的开关部分，第一和第二子组件被堆叠成在第一和第二板之间有间隙，开关部分的端子段与连接部分的端子段相连接。

2.  如权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，连接部分包括在第一板中形成的汇流条，第一板形成有通孔，开关部分(4)的端子段通过第一板的通孔延伸，并且与连接部分的端子段连接，第二板位于第一板的第一侧上，并且开关部分的端子段和连接部分的端子段在第一板的与第一侧相反的第二侧上相互连接。

3.  如权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，第一子组件包括第一板和连接部分，该连接部分包括在第一板中形成并被设置为与第二子组件的开关部分形成驱动电路的一组连接构件，并且第二子组件包括第二板和开关部分，开关部分包括安装在第二板上的一组开关器件，每一个开关器件均在接合部分处与连接构件其中之一电气连接，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间。

4.  如权利要求2所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置还包括第三子组件，第三子组件包括形成控制驱动电路的控制电路的第三板，第三子组件堆叠在第一子组件上，在第一板和第三板之间有间隙，并且第一板位于第一侧上的第二板和第二侧上的第三板之间。

5.  如权利要求2、3和4中一项所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置还包括封闭第一和第二子组件并且包括内表面的外壳，第二子组件以在第二子组件和外壳之间传导热的方式抵靠在所述内表面上。

6.  如权利要求5所述的电动机驱动装置，其中，第二子组件被第一子组件压到外壳的内表面上。

7.  如权利要求5所述的电动机驱动装置，其中，外壳包括侧壁，所述侧壁限定了容纳第一和第二子组件的零件容纳部分，并且所述侧壁形成有包括肩部表面的阶梯，并且第二子组件被安装在所述肩部表面上。

8.  如权利要求7所述的电动机驱动装置，其中，外壳的侧壁包括厚壁部分，所述厚壁部分包括所述肩部表面。

9.  如权利要求5所述的电动机驱动装置，其中，外壳包括分隔壁和侧壁，分隔壁把容纳第一和第二子组件的零件容纳部分与容纳电动机的电动机容纳部分彼此分开，而侧壁限定零件容纳部分并且它与电动机容纳部分分开，并且第二子组件被支撑在侧壁上。

10.  如权利要求5所述的电动机驱动装置，其中，第二子组件包括开关部分，所述开关部分包括排列成行的多个开关器件。

11.  如权利要求10所述的电动机驱动装置，其中，第二子组件的第二板具有沿着纵向方向的细长的形状，并且开关器件被沿着第二板的纵向方向排列。

12.  如权利要求1到4中的一项所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置包括多个第二子组件，每一个第二子组件均包括第二板和开关部分。

13.  如权利要求12所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置包括两个第二子组件，它们是正侧第二子组件和负侧第二子组件，并且它们与电动机连接，所述电动机是三相交流电动机，正侧第二子组件包括连接在电动机的中性点和适于和电源的正电极连接的正供电端子之间的三个开关器件，并且负侧第二子组件包括连接在电动机的中性点和适于和电源的负电极连接的负供电端子之间的三个开关器件。

14.  如权利要求1到4中的一项所述的电动机驱动装置，其中，第二子组件包括第一、第二和第三端子段，它们分别与开关部分中所包括的开关器件的第一、第二和第三电极连接，并且所述端子段都从第二板朝着第一板直立。

15.  如权利要求14所述的电动机驱动装置，其中，第一端子段是延伸构件的一部分，所述延伸构件通过在第二板中形成的导电构件与开关器件的第一电极连接。

16.  如权利要求15所述的电动机驱动装置，其中，延伸构件包括基底部分和直立部分，所述基底部分与导电构件接合，所述直立部分从基底部分直立突出并且包括第一端子段和弯曲部分。

17.  如权利要求14所述的电动机驱动装置，其中，开关器件包括场效应晶体管，并且第一端子段与开关器件的第一电极连接，第一电极是漏极。

18.  如权利要求14所述的电动机驱动装置，其中，第一子组件的连接部分包括三个连接构件，每一个连接构件均包括端子段，所述端子段从第一板向第二侧突出，并且所述端子段与第一板的第二侧上的第二子组件的第一、第二和第三端子段其中之一连接。

19.  如权利要求1到4中的一项所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置还包括电动机。

20.  如权利要求1到4中的一项所述的电动机驱动装置，其中，电动机驱动装置是适于利用电动机产生动力转向助力扭矩的动力转向电动机驱动装置。

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及形成电路(例如电动机驱动电路)的部件的组件(assembly)，并特别涉及电动机(驱动)单元或者电动机控制单元。
背景技术
公开号为No.2003-309384(对应于US 2003/206392A1)的已公开日本专利申请示出了一种动力转向系统，包括用于为车辆产生转向助力扭矩的电动机、用于驱动电动机的驱动电路，以及用于控制驱动电路的控制电路。在这个系统中，多个开关器件被安装在外壳的倾斜表面上，并由螺钉紧固件逐一固定。
发明内容
在上述专利文献的系统中，由于紧固每一个开关器件的操作，组装过程是有问题的。
因此本发明的一个目的是提供一种具有便利于组装过程的结构的装置或者组件。
根据本发明的一个方面，一种装置，例如电动机驱动装置或组件，至少包含第一和第二子组件。第一子组件包括第一板和在所述第一板中形成的连接部分，以便形成从电源到电动机的电流供给路径。第二子组件包括第二板和安装在所述第二板上的开关部分。开关部分的端子段(terminal segment)与连接构件的端子段连接。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的一个实施例的电动机(驱动)单元的电路结构的视图。
图2是示出电动机单元的零件的分解透视图。
图3是电动机单元的第一子组件的从第二侧(或开口侧或上侧)观察的透视图。
图4是第一子组件的从第一侧(或底侧或下侧)观察的透视图。
图5是电动机单元的第二子组件的透视图。
图6是第二子组件的分解透视图。
图7是示出图2的电动机单元的外壳的透视图。
图8是示出在把两个第二子组件和连接器连接到外壳的步骤结束时的外壳的透视图。
图9是示出在把第一子组件安装在第二子组件上方的步骤结束时的外壳的透视图。
图10是沿图9中所示的线X-X所取的剖视图。
图11是沿图9中所示的线XI-XI所取的剖视图。
图12是示出在把第三子组件安装在第一子组件上方的步骤结束时的外壳的透视图。
图13是示出在利用覆盖第三子组件的遮盖构件封闭外壳的开口的步骤结束时的外壳的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的电动机单元(或电动机驱动单元)。在图1中所示的例子中，用于动力转向系统的电动机和用于控制该电动机的控制单元被组装到电动机(驱动)单元1中。图1示意性地示出了电动机单元1的电路结构。下面是对这个例子的电动机单元1的构造的说明。电动机驱动装置可以被看作是包括电动机单元1的至少一部分的组件。
电动机2是具有U、V和W相的三相逆变器电动机。电动机单元1包括电动机2、用于产生用于驱动电动机2的驱动电流的(电动机)驱动电路3，以及用于产生用于控制驱动电路3中所包括的至少一个开关器件4的控制信号的(电动机)控制电路5。
驱动电路3包括开关部分，所述开关部分包括一个或更多个开关器件4。根据图示的实施例，驱动电路3包括多个被排列形成逆变器Iv的开关器件4。在图1的例子中，存在六个开关器件4，并且所有的开关器件4都是FET(场效应晶体管)。通过执行例如PWM控制，逆变器Iv把从直流电源(例如电池)6供给的直流功率改变为交流功率，并把交流电流供给电动机2的三相的每一个线圈2a。在这个实施例中，驱动电路3由多个子组件形成。在图1中所示的例子中，电动机单元1包括三个不同的子组件7、8和9，并且子组件的总数是四。
第一(或基本)子组件7包括第一板11和连接部分，所述连接部分包括至少一个汇流条10形式的连接构件，形成传导从DC电源6供给电动机2的相对较高的电流的电流路径。图1中所示的第一子组件7包括分别与DC电源6的正和负端子(或电极)连接的(第一和第二电源侧)汇流条10p和10m，和分别与电动机2的U、V和W相连接的(第一、第二和第三负载侧)汇流条10u、10v和10w。每一个汇流条10包括条形构件或者相对较厚的导电金属材料带，例如包括铁、铜或包含铁和/或铜的合金的材料，形成为合适的形状，例如具有弯曲部分或分叉的形状。每一个汇流条10包括至少一个端子段30a，端子段30a是用于和另一个导体连接的凸出端的形式。
第二子组件8包括第二板21和至少一个开关器件4。第二子组件8是和第一子组件7分离的子组件。电动机单元1可以包括多个第二子组件8。在图1的例子中，存在两个第二子组件8，它们可以被称为正侧第二子组件(或者第一开关子组件)和负侧第二子组件(或者第二开关子组件)。正侧第二子组件8包括连接在DC电源6的正端子(+)和三相逆变器电动机形式的电动机2的中性点2b之间的三个开关器件4。负侧第二子组件8包括连接在DC电源6的负端子(-)和电动机2的中性点2b之间的三个开关器件4。第一和第二开关子组件8彼此相同，所以第一和第二开关子组件8可以被制造为公共部件。
驱动电路3包括除开关器件4以外的各种(非开关)电路部件。这些电路部件(例如电容器12、继电器13和线圈14)以及其他部件(例如电流传感器15)被安装在第一子组件7中。因此，驱动电路3的连接构件(汇流条)10和非开关电路部件被包含在第一(或基本或主要)子组件7中，而开关器件4与第一子组件7分离，并且被安装在一个或更多个单独的第二子组件8中。
控制电路5是用于控制电动机2的部分。控制电路5通过根据外部信号和内部信号(例如来自电流传感器15的传感器信号)执行计算并产生开关控制信号来控制开关器件4，从而通过改变供给电动机2的电流的特性控制电动机2的转动速度和扭矩。在这个实施例中，控制电路5被形成为包括第三板16的第三子组件9。在图示的例子中，第三板9是印刷电路板的形式，其上通过焊接或者其他接合方法安装了至少一个CPU和其他的电子部件。
图2～6更详细地示出了电动机单元(或电动机驱动单元)1。图2是示出电动机单元1的零件的分解透视图。图3是第一子组件7的从第二侧(开口侧或上侧)观察的透视图。图4是第一子组件7的从第一侧(底侧或下侧)观察的透视图。图5是第二子组件8其中之一的从第二侧观察的透视图。图6是第二子组件8其中之一的分解透视图。
如图2中所示，电动机(驱动)单元1包括用于封闭第一、第二和第三子组件7、8和9的外壳17。外壳17由导热材料制成，导热材料例如是具有相对较好的导热性的金属材料(例如铝合金)。例如，外壳17是由金属铸造(例如模铸)形成的铸件。外壳17包括分隔壁17d，分隔壁17d将外壳17的内腔划分为具有大致圆柱形状、用于包含电动机2(图2中未示出)的圆柱形电动机容纳部分18和具有带有底部的管形形状的零件容纳部分19。分隔壁17d具有起到电动机容纳部分18的内壁表面作用的凹壁表面，和起到零件容纳部分19的内壁表面作用的凸壁表面。电动机容纳部分18沿假想的中心线延伸，当安装电动机2时，电动机2的轴(图13中所示的2c)沿着所述假想的中心线延伸。零件容纳部分19沿着从零件容纳部分19的底部到开口(19a)的第二方向延伸，沿着电动机容纳部分18的中心线，而第一方向(从开口19a朝底部延伸)和所述第二方向相反。
第一、第二和第三子组件7、8和9被安装在零件容纳部分19中，并被例如螺钉的紧固装置20固定于外壳17。在这个实施例中，第一、第二和第三子组件7、8和9被以三层堆栈结构的形式堆叠，所述三层堆栈结构由最靠近零件容纳部分19的底部的第二子组件8为第一层、第一子组件7为第二层，并且第三子组件9为第三层构成。因此，沿着电动机容纳部分18的假想中心线(或者沿着组装状态中的电动机轴(2c))，第一子组件7介于第二子组件8和第三子组件9之间，第二子组件8位于第一子组件7的第一(底部)侧上，第三子组件9位于第一子组件7的第二(开口)侧上，接近外壳17的开口(18a、19a)。在第一子组件7的第一板11和每一个第二子组件8的第二板21之间提供了间隙Sp，并且在第一子组件7的第一板11和第三子组件9的第三板16之间提供了类似的间隙Sp(如图11和12中所示)。通过移动这些板的固定位置或者通过在子组件之间插入一个或更多个间隔物，或者通过在一个或更多个板中形成凸起以起到间隔物的作用，形成了这些间隙。
外壳17包括具有内壁表面17a的(侧)壁17b，内壁表面17a直接地或者通过导热构件与至少一个第二子组件8接触，并且它实现了壁17b和至少一个子组件8之间的热传导。在这个例子中，壁17b是侧壁，并且侧壁17b的内壁表面17a是安装表面，沿着第二方向朝向外壳17的开口，和朝着零件容纳部分19的底部的第一方向相反。每一个子组件8的第二板21通过导热构件被安装在安装表面17a上，导热构件是相对较薄的矩形衬垫22的形式。
提供了连接器23和24用于从外部进行电气连接。连接器23和24具有在附连状态中突出到外壳17的零件容纳部分19中的端子段30g(如图8中所示)。连接器23是用于通过导线和外部CPU、传感器和/或其他设备连接的信号连接器。连接器24是用于通过导线与DC电源6连接的电源连接器。
如图3和图4中所示，第一子组件7的第一板11是相对较厚的平板的形式，其中包括汇流条10。第一板11可以通过插入模压(insertmolding)过程形成，包括将汇流条10分别放置在模子中的预定位置的步骤，将融化的绝缘合成树脂(例如PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、PPS(聚苯硫醚)或PA(聚酰胺))倾倒入模子中的步骤，和形成单个的固态板而汇流条10被树脂封装的步骤。在这种情况下，每一个汇流条10的一部分(例如形成端子段的部分)裸露在第一板11的外部，用于通过熔接或焊接而与电动机2的端子部分和各种其他部件电气连接。
第一板11形成有多个从第一(底部)侧上的第一表面11a穿过第一板11延伸到相反的第二(开口)侧上的第二表面11b的通孔25。一些通孔25不是普通的通孔，而是异形通孔，其中每一个均由侧壁限定和包围，至少一个汇流条10的端子段30a从所述侧壁突出到通孔25中。在这些异形通孔25中的每一个中，裸露的端子段30弯曲，然后沿第二方向朝零件容纳部分19的开口19a延伸。在这种情况下，汇流条10包括掩埋在第一板11中的掩埋部分、从掩埋部分沿着第一板11的第二表面11b延伸到通孔25中的横向部分、形成大致直角的弯曲部分，和沿着第二方向(大致垂直于第二表面11b)朝零件容纳部分19的开口19a延伸超过第二表面11b的突出部分(如图10中最佳地示出)。而且，安装在第一板11上的部件(例如电容器12、继电器13、线圈14和电流传感器15)的端子段30b、连接器23和24的端子段30g，以及从第二子组件8延伸的端子段30c和30d通过一些通孔25从第一板11的第一(底部)侧到第二(开口)侧延伸，所以端子段30a～30d和30g的前向端(forward end)位于第一板11的第二(开口)侧上。为了形成如图1中所示的驱动电路3，端子段30a～30d和30g在位于第一板11的第二(开口)侧上的相应接合部分与汇流条10的端子段30a接合。
如图3中所示，一个或更多个继电器构件26从第一板11的第二表面(后侧表面)11b突出。每一个继电器构件26均具有U形部分，包括沿着第二表面11b从第一端向第二端延伸的固定部分26a、在通孔25之一的边缘沿着和平坦的第二表面11b大致垂直的第二方向从固定部分26a的第一端突出的第一(较短)端子段30e，以及从固定部分26a的第二端突出、沿朝着外壳17的开口的第二方向的较长的(较长)端子段30f。第一端子段30e在第一板11的第二侧上的接合部分与从一个第二子组件8(图5和6中所示)延伸的端子段30c之一接合。第二(较长)端子段30f与第三子组件9的导电部分接合。以这种方式，每一个继电器构件26均被用来将第二子组件8与第三子组件9连接。继电器构件26最好利用插入模压在第一板11中与汇流条10固定在一起。
如图4中所示，电路部件(电容器12、继电器13和线圈14)的主体部分从第一板11的第一表面(前表面)11a(在组装状态中沿朝着零件容纳部分19的底部的第一方向)突出。这些主体部分被容纳在零件容纳部分19中的凹陷部分中，如图2中所示。
如图5和图6中所示，每一个第二子组件均包括大致矩形、相对较薄的平板(在这个例子中比第一板11薄)形式的第二板21、一个或更多个开关器件4(在这个例子中数量为3)，以及一个或更多个针对开关器件4一对一地提供的延伸构件27。
在图5和图6中所示的例子中，三个开关器件4被沿着矩形的第二板21的纵向排列成行。第二板21形成有两个环形紧固孔21a，紧固孔21a在两个分别在两个相邻开关器件4之间的位置通过延伸。第二子组件8由分别通过这些紧固孔21a的紧固装置20固定到外壳17，如图2中所示。
如图6中所示，导电构件28被掩埋在第二板21中，并且至少部分地裸露在第二板21的第二表面21b中。利用使用焊接的表面安装技术，开关器件4和延伸构件27被安装在第二表面21b上面，并且与导电构件28的裸露部分28a电气连接，以便形成如图1中所示的电路。
每一个延伸构件27均包括平板状基底部分27a和从基底部分27a直立突出的引脚27b。引脚27b包括弯曲部分27c，弯曲部分27c在从基底部分27a笔直延伸到弯曲部分27c的下部部分和从弯曲部分27c笔直延伸并起到通过第一板11的一个通孔25延伸的端子段30d作用的上部部分30d之间。
这个例子的每一个开关器件4包括第一电极，第一电极是漏极D，裸露在开关器件4的抵靠在第二板21的第二表面21b上的下表面4a中(或者使热辐射板裸露)。这个漏极通过焊接、超声焊接或者其他方法与导电构件28的至少一个裸露部分28a在电气上连接。因此，漏极由导电构件28与延伸构件27连接，导电构件28包括与漏极接合的第一裸露部分28a、与延伸构件27的基底部分27a接合的第二裸露部分28a，以及在第二板21中从第一裸露部分延伸到第二裸露部分的掩埋部分。因此，端子段30d是漏极D的端子段。
开关器件4的第二和第三电极(源极S和栅极G)的每一个端子段30c均包括从开关器件4的直立侧表面4b沿顺着第二板21的表面21b的横向方向突出的横向部分，以及沿着大致垂直于表面21b的第二方向朝着第一子组件7延伸，以便与横向部分形成直角的的直立部分。在开关器件4被安装在第二板21上的安装状态中，横向部分沿着表面21b延伸，而直立部分大致垂直于表面21b。
如图5中所示，每一个开关器件4的第一、第二和第三电极的三个端子段30d、30c和30c分别沿着大致垂直于第二板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边三角形的三个分开的位置笔直突出。
图7到图13是用于示出电动机(驱动)单元1的组装过程和组装结构的视图。图7到9，图12和图13是用于示出组装过程的透视图。图10是沿图9中所示的线X-X所取的剖视图。图11是沿图9中所示的线XI-XI所取的剖视图。
如图7中所示，限定零件容纳部分19的侧壁17b包括薄壁部分和向内突出以形成具有沿第二方向朝向外壳17的开口的肩部表面形式的内安装表面17a的阶梯的厚壁部分17c，第二方向和朝着零件容纳部分19的底部的第一方向相反。薄壁部分从厚壁部分17c沿第二方向延伸，并且厚壁部分17c从薄壁部分向内凸起。在图7的例子中，外壳17包括两个内安装肩部表面17a(分别在两个厚壁部分17c中形成)，用于支撑两个第二子组件8。这些安装肩部表面17a是矩形平坦表面，连接以形成L形表面(由L形厚壁部分形成)。
优选地，安装表面17a在与分隔壁15分开的位置形成，分隔壁15把外壳17的内部划分为电动机容纳部分18和零件容纳部分19。在这个例子中，侧壁17b包括跨过零件容纳部分19与分隔壁17d对立的对立壁17e，并且安装表面17a之一在这个对立壁17e中形成。电动机容纳部分18和零件容纳部分19在第二方向上(如图7中观察到的向上)开口，并且安装表面17a沿第二(向上)方向朝向零件容纳部分19的开口19a。
如图8中所示，第二子组件8分别被通过衬垫22(图2中所示)放置在安装表面17a上，并被螺钉紧固件20固定于外壳17。而且，连接器23和24被插入在零件容纳部分19的底部中形成的相应连接器孔(未示出)中。在图8的状态中，第二子组件8的(笔直)端子段30c和30d和连接器23和24的(笔直)端子段30g都直立于零件容纳部分19中，并沿相同的第二方向朝着零件容纳部分19的开口19a笔直突出。
每一个第二子组件8的第二板21均具有细长的形状，并且开关器件4被沿着第二板21的纵向方向排列成一行。这种排列使得更容易沿着侧壁17b布置开关器件4。每一个第二子组件8中的开关器件4均从第二板21的第二表面21b突出，并且第二板21的平坦的第一表面通过导热衬垫22与安装表面17a完全接触，以便实现第二板21和外壳17之间的最佳热传导。
然后，如图9中所示，第一子组件7被从零件容纳部分19的开口19a，以使得第一板11的第一表面11a(图4中所示)沿第一方向朝向零件容纳部分19的底部、而第二表面11b沿第二方向朝向零件容纳部分19的开口19a的姿势安装。因此，电路部件的主体部分(例如电容器12、继电器13和线圈14)从第一板11沿第一方向朝着底部突出，而端子段30a、30e和30f从第一板11沿第二方向朝着零件容纳部分19的开口19a突出。
当第一子组件7被设置在零件容纳部分19中预先确定的正确位置时，第二子组件8的直立的端子段30c、30d等通过第一子组件7的对应的通孔25，并与配合的端子段30a、30e等(图3中所示)靠近地或邻接地并排延伸，最佳如图10中所示。第一和第二子组件7和8的这种成对的配合端子段被接合在一起以便在第一子组件7的第二侧上形成相应的接合部分。
在这个例子中，第一子组件7的端子段30a和30e被通过焊接(例如TIG焊接)与第二子组件8的端子段30c和30d接合。如图10和图3中所示，这些端子段30a、30c、30d和30e从第一板11的第二表面11b沿着大致垂直于第二表面11b的方向突出，因而使得在W层的焊接能够在第二(开口)侧远离第一板11的第二表面11b。因此，第一板11起到屏蔽壁的作用，用于阻止焊接的热对安装在第一和第二子组件7和8中的电路部件的不期望的影响。
在外壳17中安装第一子组件7的操作之前，可以预先执行第一子组件7的端子段30a和第一子组件7的电路部件(例如电容器12、继电器13和线圈14)的端子段30b之间的连接。而且，可以选择采用下述方法：利用用于组装或啮合的机制把电路部件暂时附着于第一板11，然后在把第一子组件7的端子段30a和30e与第二子组件8的端子段30c和30d接合的操作时把第一子组件7的端子段30a和第一子组件7的电路部件的端子段30b接合。在这种情况下，最好采用相同的接合方法(例如TIG焊接)用于接合这些端子段。
每一个延伸构件27的引脚27b的弯曲部分27c可以起到吸收第一和第二子组件7和8的固定位置的较小偏移，并降低施加于接合部分的力的作用。
如图11中所示，第一子组件7被设置成把第二子组件8压在外壳17相应的安装表面17a上。第一板11形成有突起11c，从第一表面11a朝着零件容纳部分19d底部突出，如图4中所示。当第一子组件7被图2中所示的螺钉紧固件固定于外壳17时，第一板11的这些突起11c通过抵靠在第二板21的第二表面21b上把第二板8沿着第一方向朝底部推挤，从而把每一个第二板8均匀地压在外壳17的安装表面17a上。如图2和图10中所示，在每一个第二板21和安装表面17a之间提供的导热衬垫22是具有弹性(压缩性和柔韧性)的弹性构件，所以衬垫22能够吸收第一和第二板11和21的堆叠方向上的制造误差。
在第一板11的第一表面11a中形成了一个或更多个凹陷部分11d，以防止第一板11抵靠在每一个开关器件4上。如果第一板11抵靠在开关器件4的第二表面上，并沿着第一方向推挤开关器件4，则开关器件4高度上的不均匀性可能使第二子组件8和外壳17之间的接触变差，并且开关器件4可能因接受外部冲击被损坏。因此，为每一个开关器件4提供了一个凹陷部分11d，并且每一个开关器件4被布置在凹陷部分11d其中一个中，以便在开关器件4和第一板11之间形成空隙Sp。因此，将第一板11的形状形成为利用凹陷部分11d防止和开关器件4(即使开关器件4的高度是不规则的)直接接触，并利用突起11c把第二子组件8的第二板21压到外壳17的安装表面17a以改进其间的热接触从而提高散热性能。
然后，如图2中所示，第三子组件9被安装在第一子组件7上方。第一子组件7被布置在位于第一子组件7的第二(开口)侧上的第三子组件9和位于第一子组件7的第一(底部)侧上的第二子组件8之间。在第一板11和第三板16之间提供了间隙Sp(如图11中所示)。第一子组件7的端子段30a和30f的一部分通过在第三板16中所开的一个或更多个通孔(未示出)延伸，并且沿着第二方向从第三板16的第二(开口)侧上的第三板16的第二表面16a突出。从第三板16的第二表面16a突出的端子段30a和30f的这些部分被与第三子组件9的导电部分(例如导电材料的印刷图案，或者引脚，未示出)在第三板16的第二侧上(通过例如焊接)接合在一起。第三子组件9的电子部件被安装在第三板16的第一表面或者第二表面16a上。
然后，如图13中所示，遮盖构件29利用螺钉紧固件20被固定于外壳17以封闭电动机容纳部分18的开口18a和零件容纳部分19的开口19a。遮盖构件29形成有轴孔29，安装在电动机容纳部分18中的电动机2的电动机轴2c通过轴孔29向外突出。
因此，根据所示实施例的组装过程包括如图8中所示的把至少一个第二子组件8安装在外壳17中的第一步骤，以及如图9中所示的把第一子组件7安装在外壳17中(并且在第一子组件的第二侧上电气连接第一和第二子组件)的第二步骤。在第二步骤以后，所述组装过程还可以包括如图12中所示的把第三子组件9安装在外壳17中的第三步骤。在第一步骤之前，所述组装过程还可以包括如图7中所示的准备外壳17的准备步骤，以及如图13中所示的在第三步骤之后的封闭外壳17的开口的第四步骤。
根据所示的本发明的实施例，电动机驱动装置包含：第一子组件(7)，包括第一板(11)和包括在第一板中形成的至少一个连接构件(例如汇流条10)的连接部分；和第二子组件(8)，包括第二板(21)和包括至少一个安装在第二板上的开关器件(4)的开关部分，并且第一和第二子组件(7，8)被堆叠成在第一和第二板之间有间隙(Sp)，并且通过把连接部分(10)的至少一个端子段(30a)与开关部分(4)的至少一个端子段(30c或30d)连接而被连接。这种结构使得有可能把多个部件(例如开关器件(4))以第二子组件(8)的形式安装在一起，从而有助于组装过程。利用间隙(Sp)，这种结构能限制开关器件产生的热对第一板(11)的不期望的影响。
根据所示实施例，第二子组件(8)的开关部分包括一组开关器件(4)，并且第一子组件(7)的连接部分包括一组连接构件(例如汇流条10)。连接部分还可以包括一个或更多个(非开关)电路部件(12、13、14)。开关部分和连接部分在电气上连接以形成驱动电路(3)。因此，驱动电路(3)被划分为开关器件的开关部分和包括剩余电路部件或者除了开关器件以外的部件的连接部分。
根据所示实施例，第一板(11)形成有至少一个通孔(25)，开关部分(4)的端子段(30c、30d)通过通孔(25)延伸，并且在第一子组件(7)的第二(开口)侧上的接合部分(W)处与汇流条(10)形式的连接构件的端子段(30a)连接，使得第一子组件(7)位于第二侧上的接合部分和与第二侧相反的第一侧上的第二子组件(8)之间。这种结构能够防止接合端子段的操作所产生的热的影响传输到相反侧上的开关器件。
根据所示实施例，开关器件(4)的端子段(30c、30d)和汇流条(10)的端子段(30a)之间的接合部分在与第一板(11)的第二表面(11b)分开的位置(通过焊接)形成。这种结构能够保护第一板(11)和开关器件(4)免于接合操作(例如焊接)所导致的不期望的影响。
根据所示实施例，电动机驱动装置还包含第三子组件(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电路(5)，第三子组件(9)堆叠或叠放在第一子组件(7)上，在第一板(11)和第三板(16)间有间隙(Sp)，并且第一子组件(7)介于第二子组件(8)的开关器件(4)和第三子组件(9)的控制电路(5)之间。因此，居间的第一子组件(7)能够起到防止开关器件(4)产生的热影响第三子组件(9)的控制电路(5)的屏障的作用。当在远离第一板的第三板(16)的第二表面上形成控制电路的电子部件时，则第三板(16)也能起到用于保护控制电路免受开关器件的热影响的屏障的作用。
根据所示实施例，电动机驱动装置还包含导热材料的(导热)外壳(17)，并且第二子组件(8)被布置在外壳中以便直接地或者通过导热构件(22)抵靠在外壳的内(安装)表面(17a)上。这种结构能使得第二子组件(8)的开关器件(4)所产生的热直接地或者通过导热构件(22)传输到外壳(17)，并有效地促进通过外壳(17)散热。
根据所示实施例，第二板(21)被第一板(11)(利用突起(11c)或支持部分和螺钉紧固件(20))压到外壳(17)的内(安装)表面(17a)。这种结构提高了第二板(21)在外壳(17)上的接触面积和紧密性，从而改善了冷却或者散热性能。而且，压着第二子组件的结构使得有可能消除用于把第二板(21)紧固到外壳(17)的紧固装置(20)，而提供用于把第二板(21)相对于外壳(17)定位的机制。在这种情况下，有可能减少所要求的部件的数量，从而降低重量和制造成本。
根据所示实施例，外壳(17)包括：侧壁(17b、17e)，它限定了容纳第一和第二子组件(7、8)的零件容纳部分(19)，并且它形成有包括其上安装第二子组件(8)的肩部表面(17a)的台阶。因此，零件容纳部分(19)的侧壁(17b、17e)可被有效地用作用于热传输的装置、用于散热的装置，例如散热片。
根据所示实施例，侧壁(17b)包括厚壁部分(17c)，厚壁部分(17c)包括起到支持第二子组件(8)的安装表面的作用的肩部表面(17a)。这种结构通过利用厚壁部分(17c)的热容量，能够改善第二子组件(8)的散热性能。可以选择提供一个或更多个从厚壁部分(17c)的外表面向外突出的鳍状物，以便通过增加外壳(17)的外表面面积改善散热性能。
根据所示实施例，外壳(17)包括分隔壁(17d)和侧壁(17e、17b)，分隔壁(17d)把容纳第一和第二子组件(7、8)的零件容纳部分(19)与容纳电动机(2)的电动机容纳部分(18)彼此分开，侧壁(17e、17b)限定零件容纳部分，并且它与电动机容纳部分(18)和分隔壁(17d)分开，并且第二子组件(8)被支撑在侧壁(17e、17b)中形成的安装表面上。这种结构防止电动机(2)所产生的热对开关器件(4)的散热性能的不利影响。
根据所示实施例，第二子组件(8)包括多个沿着纵向方向排列成行的开关器件(4)，第二板(21)沿着所述方向是细长的。因此，开关器件(4)可以被很容易地沿着侧壁(17b、17e)排列，以使每一个开关器件(4)的热均能有效地传输到外壳(17)。
根据所示实施例，电动机驱动装置包含多个具有相同结构的第二子组件。使用相同的子组件降低了所要求的零件的成本和制造成本。
根据所示实施例，电动机驱动装置包含与所述电动机连接的正侧第二子组件(8)和负侧第二子组件(8)，所述电动机是三相交流电动机。正侧第二子组件(8)包括三个连接在电动机(2)的中性点(2b)和适于和DC电源(6)的正电极连接的正供电端子之间的开关器件(4)。负侧第二子组件(8)包括三个连接在电动机(2)的中性点(2b)和适于和DC电源(6)的负电极连接的负供电端子之间的开关器件(4)。通过使用两个相同的第二子组件，可以沿着外壳(17)的侧壁(17b)紧凑地安装开关器件，以便降低所要求的零件的成本，有助于组装过程并降低制造成本。
根据所示实施例，每一个第二子组件(8)包括第一、第二和第三端子(或引线)段(30d、30c)，它们分别与开关器件(4)(FET)的第一、第二和第三电极(D、S、G)连接，并且这些端子段(30d、30c)全都从第二板(21)朝着第一板直立。而且，第一端子段(30d)通过在第二板(21)中形成的导电构件(28)与开关器件的第一电极(D)连接。这种结构使得增加这些端子段(30d、30c)之间的距离更容易，从而防止把每一个端子段与配合的端子段相接合的操作的热影响其他端子段。
根据所示实施例，延伸构件(27)包括与导电构件(28)接合的基底部分(27a)和直立的引脚部分(27b)，引脚部分(27b)从基底部分直立突出，并且它包括第一端子段(30d)和弯曲部分(30c)。弯曲部分使得引脚部分易弯曲并且吸收配合端子段的移动或者偏移。而且，弯曲部分能够限制在基底部分中产生的力因端子段的偏移而增加。
根据所示实施例，通过焊接把第二子组件(8)的端子段(30c、30d)和汇流条(10)的端子段(30a)接合在一起。因此，该结构能够降低接合部分的电阻，从而降低能量损失并改善耐久性。
根据所示实施例，开关器件包括场效应晶体管。因此，可以降低所要求的驱动功率，提高开关速度，并有助于安装操作。而且，漏极D与第二板(21)的导电构件(28)连接。因此，采用漏极上具有热辐射板或散热板类型的FET，并把该FET安装在第二板上更更易。
本发明不局限于所示实施例，而是可以做出各种修改。电动机可以是三相逆变器电动机以外的类型。本发明可应用于除了动力转向系统以外的各种系统(各种车辆控制单元，例如制动控制单元)。
根据本发明的又一个方面，一种控制装置(或开关装置或者组件)包含一个堆叠在另一个上方的第一和第二子组件。第一子组件(7)包括第一板(11)和多个连接构件(例如汇流条10)，它们中的每一个均在第一板中形成，并被设置成当开关器件(4)其中之一被开启时传导电流，并且它们中的每一个均包括端子段(30a)。第二子组件包括位于第一板的第一(底部)侧上的第二板(21)和多个开关器件，每一个开关器件均安装在第二板上，并且它们中的每一个均包括与连接构件其中之一的端子段(30a)连接的端子段(30c、30d)。优选地，端子段在位于第一板的和第一侧相反的第二(开口)侧上的接合部分(W)处接合在一起。
根据本发明的又一个方面，一种组件包含：第一子组件，包括第一板和多个连接构件，每一个连接构件均在第一板中形成，并被设置成当开关器件其中之一被开启时传导电流，并且每一个连接构件均包括端子段；和第二子组件，包括位于第一板的第一侧上的第二板和多个开关器件，每一个开关器件均安装在第二板上，并且每一个开关器件均包括在位于第一板的和第一侧相反的第二侧上的接合部分(W)处与连接构件其中之一的端子段连接的端子段。在这个组件中，第二子组件的端子段可以通过第一子组件的第一板从所述第一侧向所述第二侧延伸。
本申请基于2008年3月19日递交的No.2008-072142号在先日本专利申请。该日本申请的全部内容通过引用被包含于此。
尽管上面已经通过参考本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明不局限于上面所描述的实施例。考虑到上面的教导，本领域技术人员将想得到上述实施例的修改和各种变化。本发明的范围参考下面的权利要求限定。