具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，对相同或相当构件、部位标注相同符号来进行说明。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的电动式动力转向装置的剖视图。另外，图2是表示本发明实施方式1中的图1的电动式动力转向装置的分解立体图。此外，图3是表示本发明实施方式1的图2中所记载的控制装置20的分解立体图。
本实施方式1中的电动式动力转向装置的三相无刷电动机、即电动机1包括输出轴2、在输出轴2上固定有具有八极的磁极的永磁体3的转子4、设于转子4周围的定子5和配置于输出轴2的输出侧来检测转子4的旋转位置的旋转位置传感器6。
定子5具有与永磁体3的外周相对的12个显极7、安装于显极7的绝缘体8和绕绝缘体8卷绕且与U、V及W三相连接的电枢绕组9(Armature Winding)。电枢绕组9的三个端部分别与沿输出轴2的输出侧轴线方向延伸的三个绕组端子10(winding terminal)连接。
本实施方式1中的旋转位置传感器6是分解器(resolver)，具有分解器用转子6a及分解器用定子6b。分解器用转子6a的外径形成特殊曲线，以使分解器用定子6b与分解器用转子6a之间的径向间隙的磁导(permeance)根据角度以正弦波状变化。励磁线圈及两组输出线圈卷绕于分解器用定子6b。此外，旋转位置感应器6检测分解器用转子6a与分解器用定子6b之间的径向间隙的变化，输出以sin和cos变化的两相输出电压。
电动机1固定于减速机构、即减速齿轮11。减速齿轮11具有供电动机1的支架12安装的齿轮箱13、设于齿轮箱13内且用于使输出轴2的旋转减速的蜗杆14(worm gear)和与蜗杆14啮合的蜗轮15(worm wheel)。
在蜗杆14的电动机1侧的端部，形成有开键槽。内侧形成有花键的联结器16被压入输出轴2的减速齿轮11侧的端部。该联结器16与蜗杆14的端部通过花键卡合，通过联结器16从电动机1朝减速齿轮11传递转矩。
控制电动机1的驱动的控制装置20固定于电动机1的支架12。控制装置20具有散热器21、金属基板22、连接构件23、外壳27、控制基板29及盖30，其中，散热器21呈箱状，由高热传导率的铝制成；金属基板22作为设于散热器21内的配电板；连接构件23设于金属基板22上，且将多个导电板24、25、26嵌件成形于绝缘性树脂；外壳27设于散热器21的开口端部，且将多个导电板28嵌件成形于绝缘性树脂；控制基板29由配置于金属基板22上部的绝缘印刷电路板(insulating printed-circuit board)构成；盖30与散热器21、外壳27一起将金属基板22、连接构件23、控制基板29等收纳于内部。与电动机1的轴线方向平行地安装散热器21、外壳27及盖30。
金属基板22例如由HITT基板(电化学工业的商品名)构成，在2mm的铝基板上隔着80μm的绝缘层作为100μm的铜图案形成有配线图案。将构成用于切换电动机1的电动机电流的三相桥式电路的半导体开关元件(例如，MOSFET)Q1～Q6、吸收电动机电流的波动的电容器31、用于检测电动机1的电流的分流电阻器32等大电流零件及连接构件23的导电板24、25、26的端部分别锡焊安装于金属基板22上的配线图案。
与电动机1的轴线方向平行地配置的连接构件23是通过将导电板24、25、26嵌件成形于在金属基板22的外周附近设置的绝缘性树脂的框23a而构成的。导电板24是将来自车辆的电池(未图示)的电流朝金属基板22的配线图案通电的大电流用导电板。此外，该导电板24与沿金属基板22的一个端面配置为一列的三个电容器31电连接。
导电板25是将电流从金属基板22的配线图案朝电动机1的电枢绕组9通电的大电流用导电板。另外，导电板26是连接金属基板22的配线图案与控制基板29的配线图案的、供小电流的信号输入输出的信号用导电板。
此外，导电板24、25、26与金属基板22的配线图案的电连接部及导电板26与控制基板29的配线图案的电连接部配置于框23a的内侧。
另外，图4是表示本发明实施方式1中的图2的控制装置20的主要部分的剖视图。如图4所示，信号用导电板26配置于与配置有电容器31的边相对的边上，由从框23a到金属基板22的第一通路26a和从框23a到控制基板29的第二通路26b构成。而且，在第一通路26a与第二通路26b相对的部位形成有间隙26。
信号用导电板26通过由第一通路26a挠曲而产生的弹力压紧于金属基板22的配线图案。此时，由于形成有间隙26g，因此，不存在由于第一通路26a的变形而导致第二通路26b发生变形的情况。因此，能将第二通路26b的端部26c容易地插入控制基板29的通孔29c。此处，第二通路26b的端部26c配置于一直线上。
将包括微型计算机33、驱动回路(未图示)及电动机电流检测回路(未图示)的周边回路元件等的小电流零件锡焊安装于控制基板29上的配线图案。
微型计算机33根据用于检测经由分流电阻器32的一端流至电动机1的电动机电流的电流检测回路(未图示)和来自转矩传感器(未图示)的操纵转矩信号来计算辅助转矩。另外，微型计算机33对电动机电流和旋转位置传感器6所检测到的转子4的旋转位置进行反馈，从而计算出与辅助转矩相当的电流。此外，该微型计算机33输出用于控制桥式电路的半导体开关元件Q1～Q6的驱动信号。
另外，微型计算机33未图示，但除AD变换器、PWM计时回路等之外，还具有众所周知的自我诊断功能，始终对系统是否正常工作进行自我诊断。此外，微型计算机33在判断出系统产生异常的情况下，切断电动机电流。
在外壳27内，嵌件成形于绝缘性树脂的多个导电板28构成配线图案，在电连接的部位，多个导电板28从绝缘性树脂露出。作为导电板28的一端形成的电动机端子Mm从形成于散热器21的开口部、即孔21a突出，插入于电动机1并与绕组端子10电连接。
电动机端子Mm由三个通路构成。此外，对从桥式电路朝电动机1供给的电动机电流进行通电、切断的开关装置(即电动机继电器34)与该三个通路中的两个通路连接。该电动机继电器34采用一个继电器具有两个常开接点的结构。
另外，外壳27内的导电板28与电源继电器35和线圈36连接。此处，电源继电器35对从车辆的电池朝桥式电路供给的电流进行通电、切断。此外，线圈36防止桥式电路的开关动作时所产生的电磁噪声朝外部流出。
将电动机继电器34、电源继电器35和线圈36从外壳27的下表面侧插入。其结果是，电动机继电器34的端子34a，电源继电器35的端子35a和线圈36的端子36a贯穿外壳27的绝缘性树脂，从外壳27的上表面突出，与从绝缘性树脂露出的导电板28通过焊接实现电连接。
连接器37由绝缘性树脂一体成形于外壳27。该连接器37由车辆连接器37a和转矩传感器连接器37b构成，其中，车辆连接器37a将与车辆的电池电连接的电源连接器和通过外部配线朝车辆侧输入输出信号的信号连接器一体化而构成，转矩传感器连接器37b从转矩传感器接收信号。
将驱动电动机继电器34及电源继电器35的导电板28a、构成连接器37的信号连接器及转矩传感器连接器的端子的导电板28b等嵌件成形于外壳27的绝缘性树脂。
上述导电板28a、28b从外壳27的绝缘性树脂露出且端部垂直地弯曲，形成有垂直部28a1、28b1。该垂直部28a1、28b1的端部插入控制基板29的通孔29a，并与控制基板29的配线图案电连接。另外，与该垂直部28a1、28b1连接的水平部28a2、28b2的中央部分被外壳27的绝缘性树脂27a覆盖。
图5是本发明实施方式1中的图2的控制装置的剖视图。如图5所示，在连接构件23的导电板24与外壳27的导电板28a之间，存在有绝缘性树脂27a。藉此，将导电板28a插入控制基板29的通孔29a时，即使在导电板28a朝下方变形的情况下，也不存在导电板28a与导电板24短路的情形。
传感器连接器38中，用于将来自旋转位置传感器6的信号传送到微型计算机33的传感器端子Sm嵌件成形于绝缘性树脂。传感器端子Sm中，从绝缘性树脂露出的一个端部Sm1与控制基板29的配线图案通过锡焊接合实现电连接。另外，另一个端部Sm2朝连接部38a的内侧露出。图6是从电动机侧观察到的本发明实施方式1中的图2的控制装置的立体图，图示有朝连接部38a的内侧露出的另一个端部Sm2。
此外，通过连接部38a与电动机1的传感器连接器39(参照图2)卡合，端部Sm2与电动机1的旋转位置传感器6电连接。另外，如图3所示，在传感器连接器38中形成有三个用于供与电枢绕组9电连接的电动机端子Mm贯穿的孔38b。
传感器连接器38插入散热器21的开口部、即孔21a，并固定于散热器21。外壳27被夹设于散热器21与盖30之间。而且，由于安装有外壳27，电动机端子Mm构成为从孔38b朝外部突出。
如图5所示，在同电容器31的端子相反一侧的头部与散热器21之间及电容器31的侧面与散热器21之间形成的各间隙中涂覆有高热传导率的粘接剂、即硅粘接剂40。利用该硅粘接剂40，将电容器31固定于散热器21。
另外，形成于散热器21的开口部周围的槽21b内插入有胶圈41。藉此，能确保外壳27通过螺钉42固定于散热器21时的、散热器21与外壳27的贴合面的气密性。同样地，形成于外壳27的上部开口部周围的槽27b内插入有胶圈41。藉此，能确保盖30通过螺钉43夹着外壳27而固定于散热器21时的、外壳27与盖30的贴合面的气密性。
接着，对如上所述构成的电动式动力转向装置的组装步骤进行说明。首先，组装电动机1，在进行该组装时，将永磁体3粘接固定于输出轴2后，利用导磁体磁化为八极，并压入轴承44的内圈形成转子4。
接着，将U、V、W的各电枢绕组9隔着绝缘体8每隔120度电角度移动位置卷绕于定子5的12个显极7，U、V、W各相4个，总计形成12个绕组。
将U相各绕组的卷绕起始端(winding-start)彼此、卷绕结束端(winding-end)彼此连接，形成U相的电枢绕组。同样地，形成V相及W相的电枢绕组。此外，将U、V及W相的电枢绕组的卷绕结束端彼此连接作为中性点。另外，U、V及W相的电枢绕组的卷绕起始端分别连接于绕组端子10。之后，将绕组好的定子5压入轭45。
接着，将轴承46的外环(outer ring)固定于支架12后，将转子4的输出轴2压入穿过轴承46的内环(inner ring)，并将旋转位置传感器6的转子6a及联结器16套设于输出轴2。另外，将旋转位置传感器6的定子6b固定于该支架12。之后，在支架12的外周端部安装有胶圈47的状态下，将装入有定子5的轭45插入支架12。然后，使用螺钉(未图示)将轭45固定于支架12。
接着，对控制装置20的组装步骤进行说明。
首先，在各电极涂覆有焊糊(cream solder)的控制基板29上，配置微型计算机33及其周边回路元件等零件。另外，使用回流装置，从控制基板29的下侧、或对周围的全部空气进行加热，从而熔化焊糊对各零件进行锡焊。
同样地，在各电极涂覆有焊糊的金属基板22上，配置半导体开关元件Q1～Q6及分流电阻器32等零件，在金属基板22上安放连接构件23，并使用螺钉48来固定。另外，使用回流装置来熔化焊糊，从而对各零件及连接构件23的导电板24、25、26的端部进行锡焊。此时，如图4所示，导电板24、25、26的端部从由金属基板22的上表面位置朝下方突出的状态变成挠曲到金属基板22的上表面位置，通过该挠曲而产生的弹力被压紧于金属基板22的配线图案。
由于被锡焊，信号用导电板26的第一通路26a发生挠曲。不过，由于在第一通路26a与第二通路26b之间形成有间隙26g，因此，不会出现由于第一通路26a的挠曲而导致第二通路26b挠曲的情况。其结果是，第二通路26b的端部26c配置为相对于金属基板22垂直、且呈直线状。
之后，将电容器31放进连接构件23的规定位置，并将从连接构件23的上表面突出的电容器31的端子通过电阻焊接连接到导电板24。
接着，将线圈36、电源继电器35、电动机继电器34从下表面侧插入外壳27的规定位置。其结果是，线圈36、电源继电器35、电动机继电器34的端子从外壳27的上表面突出，与从绝缘性树脂露出的导电板28通过焊接而接合。
接着，将传感器连接器38从外侧安装于散热器21的孔21a，并通过螺钉49固定于散热器21。之后，将硅粘接剂40涂覆于与电容器3 1的头部及侧面相对的散热器21的部位，并将金属基板22从散热器21的开口部侧进行配置。
之后，将金属基板22通过螺钉50固定于散热器21。此时，在电容器31的头部与散热器21之间、电容器31的侧面与散热器21之间分别形成的间隙中，充填有硅粘接剂40。其结果是，电容器31固定于散热器21。另外，金属基板22通过四个角的螺钉50固定于散热器21，因此，金属基板22紧贴并压紧于散热器21。
之后，将胶圈41插入形成于散热器21的开口部的外周面的槽21b，并将外壳27配置于散热器21的上部，通过螺钉42固定于散热器21。安装外壳27时，通过事先安装好的传感器连接器38的孔38b来引导电动机端子Mm，电动机端子Mm从孔38b朝外部突出。
之后，使外壳27的导电板28与金属基板22上的连接构件23的导电板24、25通过焊接而电连接。
之后，将导电板26的端部26c、导电板28的垂直部28a1、28b1的端部、传感器端子Sm的端部Sm1等插入控制基板29的各通孔29a内，并通过局部喷流(local jet)一并进行锡焊接合。
此时，由于导电板26的端部26c配置于一直线上，因此，朝控制基板29的通孔29a内的插入变得容易。另外，由于导电板28a的中央部分被绝缘性树脂27a覆盖，因此，即使在将导电板28a插入控制基板29的通孔29a时导电板28a朝下方变形的情况下，导电板28a与导电板24也不会发生短路。
接着，将胶圈41插入外壳27的开口部的槽27b，并将盖30配置于外壳27的上部，且通过螺钉43隔着外壳27固定于散热器21。
接着，开始组装分别组装好的电动机1及控制装置20。将胶圈51安装于控制装置20的外壳21的槽21c，如图2所示，将控制装置20通过螺钉51固定于电动机1的支架12。此时，旋转位置传感器6的电动机1侧的传感器连接器39与控制装置20侧的传感器连接器38的连接部38a嵌合而电连接。
接着，将电动机1的绕组端子10与控制装置20的电动机端子Mm通过螺钉53固定，从而电连接。
如上所述，根据实施方式1，控制装置包括金属基板、电容器、控制基板及连接构件，其中，金属基板装设有桥式电路，该桥式电路由用于对应于对于转向盘的辅助转矩来切换电动机电流的多个半导体开关元件构成；电容器吸收电流的波动；控制基板装设有微型计算机，该微型计算机根据转向盘的操纵转矩来生成用于控制桥式电路的驱动信号；连接构件通过将大电流流动的大电流用导电板及输入输出小电流信号的信号用导电板嵌件成形于设于金属基板的外周附近的绝缘性树脂框而形成。此外，电容器沿金属基板的一个端面配置为一列，并与大电流用导电板电连接。根据该结构，由于将电容器配置于配电板的周围附近，可实现装置的小型化，并能降低因PWM驱动而产生的噪声。
另外，利用螺钉将控制装置固定于电动机的支架。其结果是，不需要将电动机与控制装置电连接的外部配线及连接器，能降低装置的成本，也能降低电力损失，并能抑制辐射噪声。
另外，通过螺钉将控制装置固定于电动机的支架，使旋转位置传感器的电动机侧的传感器连接器与控制装置侧的传感器连接器的连接部嵌合而电连接。其结果是，不需要外部配线，能降低装置的成本。
另外，仅将微型计算机及其周边回路元件的小电流零件安装于控制基板。其结果是，不需要增大控制基板的配线图案的宽度、厚度，可进行零件的高密度安装，从而实现基板的小型化和装置的小型化。
另外，在安装外壳时，通过事先安装好的传感器连接器的孔来引导从外壳较长地突出的电动机端子，以使电动机端子从孔朝外部突出。其结果是，在组装时不会损坏电动机端子，能实现装置的可靠性的提高。
另外，信号用导电板的一端与金属基板上的配线图案电连接，另一端与控制基板电连接，且与金属基板及控制基板的电连接部配置于内侧。其结果是，能使将信号用导电板嵌件成形的框的边与外壳的内侧相邻配置，从而实现装置的小型化。
另外，将信号用导电板配置于与配置有电容器的一边相对的框的边上。其结果是，能使将信号用导电板嵌件成形的框的边与外壳27的内侧相邻配置，从而实现装置的小型化。
另外，插入控制基板的通孔的信号用导电板的端部大致配置于一直线上。其结果是，朝控制基板的通孔内的插入变得容易，从而能实现操作性的提高。
另外，信号用导电板由从框到金属基板的第一通路和从框到控制基板的第二通路构成，在第一通路与第二通路相对的部位形成有间隙。其结果是，不会由于第一通路的变形而导致第二通路发生变形，第二通路的端部相对于金属基板竖直地配置。因此，能将第二通路的端部容易地插入控制基板的通孔，从而实现操作性的提高。
另外，信号用导电板被由于第一通路的挠曲而产生的弹力押紧于金属基板。其结果是，即使在信号用导电板的一端与金属基板上的配线图案的锡焊部由于历时变化产生裂纹等的情况下，也能维持电连接，提高了信号用导电板的一端与金属基板上的配线图案的电连接的可靠性。
另外，从外壳的绝缘性树脂露出到控制基板的导电板在端部形成有垂直部，该垂直部插入控制基板的通孔与控制基板的配线图案电连接，且与垂直部连接的水平部的一部分被绝缘性树脂覆盖。其结果是，即使在将导电板插入控制基板的通孔时导电板朝下方变形的情况下，也不会与连接构件的导电板发生短路，从而提高了装置的电连接的可靠性。
另外，具有固定有金属基板的散热器，将高热传导的硅粘接剂填充于电容器的头部与散热器之间、电容器的侧面与散热器之间形成的各间隙，从而将电容器固定于散热器。其结果是，将从电容器产生的热朝散热器散热，能抑制电容器的温度上升，并能提高电容器的耐久性。
此外，在上述的实施方式1中，将永磁体3的极数设为8极，将定子5的显极数设为12个，但并不局限于该组合，也可以是其它极数与显极数的组合。另外，电动式动力转向装置安装于发动机室，为了确保防水性，插入了胶圈41、47、51，但也可安装于车室内。在该情况下，也可取下胶圈41、47、51。
另外，使用HITT基板作为金属基板22，但金属基板22并不局限于HITT基板。可以是配线图案隔着绝缘层形成于铝等传热性好的金属基板上的金属基板、或铜那样的热传导性好的其它金属基板，也可以是陶瓷基板。
另外，使用分解器(resolver)作为旋转位置传感器6，但并不局限于分解器。也可使用磁敏电阻器(MR)(Magneto Resistor)、大磁敏电阻器(GMR)(Giant Magneto Resistor)、霍尔元件或者霍尔集成电路等其它的磁检测元件作为旋转位置传感器。
另外，电动机1并不局限于无刷电动机，也可以是感应电动机(Induction Motor)、开关磁阻电动机(SR电动机)或者有刷的DC电动机。
另外，电动机继电器34也可安装两个或三个以一个常开接点构成的继电器，此外，也可不使用电动机继电器34。此外，使用螺钉来固定各零件，但也可使用铆钉等其它固定装置。