JP5769033B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、例えば特許文献１のように、車両に搭載される電動モータおよびコントロールユニットにおいて、配線抵抗による電力損失、ノイズの増大、あるいは部品点数の増大などを避けるべく、電動モータとコントロールユニットとを近接配置する技術が公知である。

特開２００９−４６０５０号公報

ところで、特許文献１のように、電動モータとコントロールユニットとを近接配置する場合、電動モータの搭載位置によっては、水滴が落ちる箇所にコントロールユニットを配置せざるをえないことがある。そのため、特許文献１では、防滴カバーを追加することにより、コントロールユニット内への水滴の浸入を防いでいる。しかしながら、防滴カバーを追加すると部品点数が増大してしまう。また、特許文献１では、各種部材間の隙間等からの水滴の浸入に関しては、何ら対策がなされていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増大することなく装置内部への水滴の浸入を防止可能な駆動装置を提供することにある。

本発明の駆動装置は、半導体モジュールと、コネクタと、保持部材と、を備える、半導体モジュールは、スイッチング素子を有する。コネクタは、外部との電気的接続に用いられ、周壁に形成される第１嵌合部を有する。保持部材は、半導体モジュールを保持するモジュール保持部、および、第１嵌合部と嵌り合う第２嵌合部が形成されコネクタを保持するコネクタ保持部を有する。第１嵌合部は、コネクタ保持部の収容底部と対向する周壁の第１面および第１面の両側に形成される側面に亘って形成される。また、第１嵌合部と第２嵌合部とが嵌合する嵌合箇所には、毛細管現象による水の吸い込みを防ぐためのバッファ室が形成される。

本発明では、半導体モジュールを保持する保持部材にコネクタ保持部を設け、コネクタの周壁の第１面および側面に亘って形成される第１嵌合部と保持部材の第２嵌合部とが嵌り合うように構成されている。これにより、防滴カバー等の他の部材を追加することなく、コネクタと保持部材との間の隙間から装置内部に水滴が浸入するのを防止することができる。駆動装置が回転電機と一体となって構成されている場合等、駆動装置の搭載場所が制約されることがあるが、本発明の駆動装置は防滴構造となっているので、水滴が落ちる可能性がある場所にも搭載することができる。

本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を説明する概略構成図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の断面図である。 図２のＩＩＩ部を拡大した図である。 図２のＩＶ方向矢視図である。 図４のＶ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の斜視図である。 図６の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による駆動装置の斜視図である。 図８の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンクの側面図である。 図１１のＸＩＩ方向矢視図である。 図１２のＸＩＩＩ方向矢視図である。 図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 図１２のＸＶ−ＸＶ線断面図である。 本発明の第１実施形態によるコネクタの正面図である。 図１６のＸＶＩＩ方向矢視図である。 図１６のＸＶＩＩＩ方向矢視図である。 図１６のＸＩＸ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態によるヒートシンク、コネクタおよびリアフレームエンドを組み付けた状態を示す平面図である。 図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である。 図２０のＸＸＩＩ方向矢視図である。 本発明の第１実施形態によるリアフレームエンドの一部を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるヒートシンク、コネクタおよびリアフレームエンドを組み付けた状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるヒートシンク、コネクタおよびリアフレームエンドを組み付けた状態を示す断面図である。 本発明の第４実施形態によるリアフレームエンドの一部を示す平面図である。 図２６のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線断面図である。 本発明の第５実施形態によるヒートシンク、コネクタおよびリアフレームエンドを組み付けた状態を示す平面図である。 図２８のＸＸＩＸ方向矢視図である。 図２８のＸＸＸ−ＸＸＸ線断面図である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクの斜視図である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクの底面図である。 図３２のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線断面図である。 本発明の第６実施形態によるコネクタの正面図である。 図３４のＸＸＸＶ方向矢視図である。 図３４のＸＸＸＶＩ方向矢視図である。 図３４のＸＸＸＶＩＩ方向矢視図である。 本発明の第６実施形態によるヒートシンクおよびコネクタを組み付けた状態を示す平面図である。 図３８のＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸ線断面図である。 図３８のＸＬ部を拡大した図である。 本発明の第７実施形態によるヒートシンクおよびコネクタを示す断面図である。 本発明の第７実施形態によるヒートシンク、コネクタおよびリアフレームエンドを組み付けた状態を示す正面図である。 本発明の第８実施形態によるヒートシンクおよびコネクタを示す断面図である。 本発明の第９実施形態によるヒートシンクおよびコネクタを示す断面図である。 本発明の第１０実施形態によるヒートシンクおよびコネクタを示す断面図である。

以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。
なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第１実施形態〜第６実施形態を参考形態とする。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置を図１〜図２３に基づいて説明する。駆動装置１は、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用される。本実施形態の駆動装置１は、回転電機としてのモータ２とコントロールユニット３とが一体となっている。

まず、ＥＰＳの電気的構成を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、駆動装置１は、車両のステアリング５の回転軸であるコラム軸６に取り付けられたギア７を介しコラム軸６に回転トルクを発生させ、ステアリング５による操舵をアシストする。具体的には、ステアリング５が運転者によって操舵されると、当該操舵によってコラム軸６に生じる操舵トルクをトルクセンサ８によって検出し、また、車速情報を図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）から取得して、運転者によるステアリング５の操舵をアシストする。

モータ２は、ギア７を正逆回転させる三相ブラシレスモータである。モータ２は、コントロールユニット３により電流の供給および駆動が制御される。コントロールユニット３は、モータ２を駆動する駆動電流が通電されるパワー部１００、および、モータ２の駆動を制御する制御部９０から構成される。

パワー部１００は、電源７５から電源ラインに介在するチョークコイル７６、コンデンサ７７、および、二組のインバータ８０、８９を有している。インバータ８０とインバータ８９とは、同様の構成であるので、ここではインバータ８０について説明する。
一方のインバータ８０は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、以下、「ＭＯＳ」という。）８１〜８６がブリッジ接続されている。ＭＯＳ８１〜８６は、ゲート電位により、ソース−ドレイン間がＯＮ（導通）またはＯＦＦ（遮断）される。なお、ＭＯＳ８１〜８６が「スイッチング素子」に対応している。

また、インバータ８０は、電源リレー８７、８８を有している。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８６と同様のＭＯＳＦＥＴにより構成される。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８３と電源７５との間に設けられ、異常時に電流が流れるのを遮断可能である。なお、電源リレー８７は、断線故障やショート故障等が生じた場合にモータ２側へ電流が流れるのを遮断するために設けられる。また、電源リレー８８は、コンデンサ７８等の電子部品が誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れないように、逆接保護のために設けられる。

シャント抵抗９９は、ＭＯＳ８４〜８６とグランドとの間に電気的に接続される。シャント抵抗９９に印加される電圧または電流を検出することにより、後述する巻線１３の各相に通電される電流を検出する。

チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、電源７５と電源リレー８７との間に電気的に接続されている。チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、フィルタ回路を構成し、電源７５を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、駆動装置１から電源７５を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。

コンデンサ７８は、電源ライン側に設けられるＭＯＳ８１〜８３の電源側と、グランド側に設けられるＭＯＳ８４〜８６のグランド側と、の間に電気的に接続されている。コンデンサ７８は、電荷を蓄えることで、ＭＯＳ８１〜８６への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。

制御部９０は、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、回転角センサ９３、および、マイコン９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、機能ブロックとして、レギュレータ部９５、回転角センサ信号増幅部９６、および、検出電圧増幅部９７を含む。
レギュレータ部９５は、各部へ供給される電圧の安定化を行う安定化回路である。例えばマイコン９４は、このレギュレータ部９５から供給される所定電圧（例えば５Ｖ）で動作する。

回転角センサ信号増幅部９６には、回転角センサ９３からの信号が入力される。回転角センサ９３は、モータ２の回転位置信号を検出し、検出された回転位置信号は、回転角センサ信号増幅部９６に送られる。回転角センサ信号増幅部９６は、回転位置信号を増幅してマイコン９４へ出力する。
検出電圧増幅部９７は、シャント抵抗９９の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン９４へ出力する。

マイコン９４には、モータ２の回転位置信号、および、シャント抵抗９９の両端電圧、トルクセンサ８からの操舵トルク信号、および、ＣＮＡからの車速情報等が入力される。マイコン９４は、入力された各種情報に基づき、モータ２の出力トルクが所望のトルクとなるようにインバータ８０を制御する。具体的には、マイコン９４は、プリドライバ９１を介してＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、インバータ８０を制御する。これにより、モータ２が駆動されて運転者によるステアリング５の操舵がアシストされる。また、マイコン９４は、電源リレー８７、８８のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
マイコン９４は、インバータ８９についてもインバータ８０と同様に制御する。

図２に示すように、モータ２は、モータケース１１、ステータ１２、巻線１３、ロータ１４、シャフト１５、出力端１６、フロントフレームエンド１７、および、リアフレームエンド１８等を備える。
モータケース１１は、例えば金属により略円筒形に形成される。ステータ１２は、例えば鉄等の磁性材の薄板を積層してなる積層部、および、積層部の軸方向外側に嵌合するインシュレータを有し、モータケース１１の内側に固定されるようにして収容される。ステータ１２の積層部に用いる薄板の枚数は、モータ２に要求される出力に応じて変更可能である。これにより、軸方向の長さのみを変更することで、径方向の大きさを変更することなく、モータ２の出力を変更可能である。

巻線１３は、ステータ１２のインシュレータに巻回される。巻線１３は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなる三相巻線を構成している。本実施形態では、巻線１３は、２組の三相巻線を構成している。それぞれの三相巻線に対応する構成を「系統」とすると、本実施形態の駆動装置１は、２系統により構成されている、といえる。巻線１３からは、各系統の相毎に取出線１３１が取り出される（図７および図９参照）。すなわち本実施形態では、巻線１３から６本の取出線１３１がモータケース１１からコントロールユニット３側へ取り出される。

ロータ１４は、ロータコア１４１よび永久磁石１４２を有する。ロータコア１４１は、例えば鉄等の磁性材により略円筒状に形成され、ステータ１２と同軸となるようにステータ１２の内側に設けられる。永久磁石１４２は、ロータコア１４１の径方向外側に設けられ、Ｎ極とＳ極とが交互に配列される。

シャフト１５は、例えば金属により棒状に形成され、ロータコア１４１の軸中心に固定される。シャフト１５は、フロントフレームエンド１７に設けられるベアリング１７５、および、リアフレームエンド１８に設けられるベアリング１７６に軸受され、回転可能に支持される。これにより、シャフト１５は、ロータ１４とともに回転可能となる。なお、ロータ１４（永久磁石１４２）の外壁とステータ１２の内壁との間には、円筒状のエアギャップが形成される。

出力端１６は、例えば金属により形成され、シャフト１５のフロントフレームエンド１７から突出する側の端部に設けられる。出力端１６は、シャフト１５の軸方向に突出する４つの突部を有し、この突部がギア７に接続される。これにより、ロータ１４およびシャフト１５の回転がギア７に出力される。

フロントフレームエンド１７は、例えば金属により略円板状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３側の端部を塞ぐようにして設けられる。リアフレームエンド１８は、例えば金属により円板状に形成され、モータケース１１のコントロールユニット３側の端部を塞ぐようにして設けられる。すなわち、本実施形態では、モータケース１１、フロントフレームエンド１７、および、リアフレームエンド１８により、モータ２の外郭を構成している。

本実施形態では、リアフレームエンド１８のコントロールユニット３側の一側には、コネクタ６０が配置されるコネクタ受部１８１が形成される。コネクタ受部１８１は、径方向外側に突出して形成される。リアフレームエンド１８とコネクタ６０との関係については、後述する。なお、本実施形態では、リアフレームエンド１８が「フレーム部材」に対応している。

スルーボルト１９は、フロントフレームエンド１７に形成されるフロント穴部１７２およびリアフレームエンド１８に形成されるリア穴部１８２に挿通され、フロントフレームエンド１７とリアフレームエンド１８とを締結する。これにより、モータケース１１がフロントフレームエンド１７とリアフレームエンド１８とに挟み込まれた状態で、スルーボルト１９による締結箇所に所定の軸力が作用する。

マグネット１５０は、シャフト１５のリアフレームエンド１８から突出する側、すなわちコントロールユニット３側の端部に設けられる。マグネット１５０は、シャフト１５と同軸となるように設けられ、シャフト１５と一体となって回転する。

図２〜図９に示すように、コントロールユニット３は、モータ２のリアフレームエンド１８側に、モータ２と略同軸、かつ、モータ２を軸方向に投影した領域（以下、「モータ領域」という。）内に概ね収まるように設けられる。
図２、図７および図９に示すように、コントロールユニット３は、制御配線部２０、パワー配線部３０、半導体モジュールとしてのパワーモジュール４０、保持部材としてのヒートシンク５０、コネクタ６０、および、カバー部材７０等を備える。コントロールユニット３において、軸方向において、モータ２側から、制御配線部２０、パワーモジュール４０およびヒートシンク５０、パワー配線部３０が、この順で配列される。

制御配線部２０は、制御基板２１を有する。制御基板２１は、モータ領域内に収まる板状に形成され、ヒートシンク５０のモータ２側に設けられる。制御基板２１は、コネクタ６０が設けられる側がコネクタ６０と共にねじ２８によりヒートシンク５０に螺着され、コネクタ６０が設けられない側がねじ２９によりコネクタ６０を介さずに直接ヒートシンク５０に螺着される。

制御基板２１のモータ２側の面には、制御部９０を構成するカスタムＩＣ９２、マイコン９４および回転角センサ９３等の各種電子部品が実装される。回転角センサ９３は、マグネット１５０と対向する位置に設けられ、マグネット１５０の回転により変化する磁界を検出することにより、ロータ１４の回転位置信号を検出する。

パワー配線部３０は、パワー基板３１を有する。パワー基板３１は、モータ領域内に収まる板状に形成され、ヒートシンク５０のモータ２とは反対側に設けられる。パワー基板３１は、ねじ５７によりヒートシンク５０に螺着される。
パワー基板３１のヒートシンク５０側の面には、チョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８が実装される。チョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８は、パワー基板３１に実装された状態で、ヒートシンク５０の収容凹部５３に収容される。

パワーモジュール４０は、モールド部４１、制御端子４３、パワー端子４４、モータ端子４５、ＭＯＳ８１〜８６および電源リレー８７、８８（図１参照）等を有する。パワーモジュール４０は、巻線１３への通電を切り替えるスイッチング素子であるＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８およびシャント抵抗９９を系統毎にモジュール化したものである。本実施形態では、駆動装置１は２系統により構成されているので、２つのパワーモジュール４０が設けられる。
パワーモジュール４０は、例えば銅により形成された配線パターンにＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８およびシャント抵抗９９が載置され、ワイヤ等で電気的に接続され、モールド部４１によりモールドされている。

モールド部４１の長手方向の一側には、制御端子４３が設けられる。制御端子４３は、制御基板２１の長手方向の外縁に沿って形成される孔２２に挿通され、半田等により電気的に接続される。
モールド部４１の長手方向の他側には、パワー端子４４が設けられる。パワー端子４４は、パワー基板３１にパワー端子４４に対応して形成される孔に挿通され、半田等により電気的に接続される。

また、モールド部４１のパワー端子４４が設けられる側には、巻線１３の各相に対応するモータ端子４５が設けられる。モータ端子４５は、モータ２の径方向外側に折り曲げられ、モータ２の取出線１３１と接続される。これにより、パワーモジュール４０とモータ２の巻線１３とが電気的に接続される。なお、取出線１３１とパワーモジュール４０やヒートシンク５０とが接触しないように、取出線１３１は、パワーモジュール４０との間に空間をもって配置される。

本実施形態では、大電流が通電されるパワー端子４４およびモータ端子４５をパワー配線部３０側、すなわちヒートシンク５０を挟んで制御配線部２０とは反対側に配置している。換言すると、大電流が通電される領域を、制御配線部２０から物理的に離すように配置している。これにより、制御配線部２０において、パワー配線部３０等に通電される大電流の影響によるノイズの影響を低減することができる。

パワーモジュール４０は、制御端子４３が制御基板２１側、パワー端子４４およびモータ端子４５がパワー基板３１側となるように、ヒートシンク５０のモジュール保持部５１に沿って縦配置され、ねじ５８により螺着される。これにより、パワーモジュール４０は、ヒートシンク５０に保持される。また、パワーモジュール４０の幅広面とヒートシンク５０のモジュール保持部５１とが当接するので、パワーモジュール４０の作動により発生する熱は、ヒートシンク５０を介して放熱される。なお、パワーモジュール４０とヒートシンク５０との間には、図示しない放熱シートを挟むようにしてもよい。

次に、本実施形態のヒートシンク５０を図２、図７および図９〜図１５等に基づいて説明する。なお、図１０の斜視図は、モータ２側（底面側）から見た状態を示している。
ヒートシンク５０は、アルミ等の熱伝導性のよい材料で形成され、モジュール保持部５１、コネクタ保持部５２、収容凹部５３および雌ねじ部５５等を有する。
モジュール保持部５１は、モータ２のリアフレームエンド１８から立ち上がる方向であって、取出線１３１と対向するように設けられる。本実施形態では、２つのパワーモジュール４０を保持すべく、２つのモジュール保持部５１が略平行となるように形成される。

収容凹部５３は、パワー基板３１側に開口するように形成される。収容凹部５３内の空間には、パワー基板３１のヒートシンク５０側に実装されるチョークコイル７６およびコンデンサ７７、７８が収容される。
雌ねじ部５５は、モータ２とは反対側に形成され、パワー基板３１に形成される挿通孔３５に挿通される。これにより、ヒートシンク５０に対し、パワー基板３１が位置決めされる。

また、ヒートシンク５０は、ねじ５９により、モータ２のリアフレームエンド１８に螺着される。これにより、コントロールユニット３は、モータ２と一体となるように組み付けられる。
なお、コネクタ保持部５２については後述する。

コントロールユニット３のモータ２と反対側の端部には、カバー部材７０が設けられる。カバー部材７０は、その内部に制御配線部２０、パワー配線部３０、パワーモジュール４０、および、ヒートシンク５０を収容する。
本実施形態では、カバー部材７０は、径方向外側に突出して形成されるコネクタカバー部７１が形成される。コネクタカバー部７１は、ヒートシンク５０のコネクタ保持部５２に対応する形状に形成される。コネクタカバー部７１には開口７２が形成され、この開口７２からコネクタ６０が露出する。

カバー部材７０の頂面には、ねじ穴７３が形成される。ねじ穴７３には、ねじ７４が挿通され、ヒートシンク５０の雌ねじ部５５に螺着される。これにより、カバー部材７０はヒートシンク５０に保持され、モータ２の反対側からコントロールユニット３の内部への埃や水滴等の浸入を防止する。

図１６〜図１９等に示すように、コネクタ６０は、概ね直方体形状に形成され、外部との電気的接続に用いられる。本実施形態のコネクタ６０は、制御コネクタ部６１およびパワーコネクタ部６２が一体に形成されている。
制御コネクタ部６１は、コネクタ６０の開口端６０１側から配線を接続可能に構成され、当該配線を経由してトルクセンサ８やＣＡＮ等と接続され、各種信号が入力される。制御コネクタ部６１の開口端６０１の反対側（以下適宜、「奥部側」という。）には、制御接続端子６１１が設けられる。制御接続端子６１１は、制御基板２１に形成される孔２３に挿入され、半田等により電気的に接続される。これにより、制御基板２１には、ＣＡＮ等からの各種情報が入力される。

パワーコネクタ部６２は、コネクタ６０の開口端６０１側から配線を接続可能に構成され、当該配線を経由して電源７５（図１参照）と接続され、電源７５から電力が供給される。パワーコネクタ部６２の奥部側には、パワー接続端子６２１が設けられる。パワー接続端子６２１は、後述するヒートシンク５０のパワー接続端子孔５２１に挿通されてパワー基板３１側へ取り出される。またパワー接続端子６２１は、パワー基板３１に形成される孔３２に挿通され、半田等により電気的に接続される。これにより、電源７５から供給される電力は、コネクタ６０、パワー基板３１、パワーモジュール４０、および、取出線１３１を経由し、巻線１３へ供給される。
また、パワーコネクタ部６２の奥部側には、グランド端子６２２が設けられる。グランド端子６２２は、制御基板２１に形成される孔２４に挿通され、半田等により電気的に接続される。これにより、制御基板２１のグランドが確保される。

コネクタ６０の周壁６３は、モータ２と反対側の面である第１面６３１、モータ２側の面である第２面６３２、および、第１面６３１の両側に形成される面であって、第１面６３１と第２面６３２とを接続する側面６３３から構成される。
本実施形態では、周壁６３には、第１嵌合部としてのフランジ６４が外側に突出して形成される。フランジ６４は、第１面６３１、側面６３３、および、第２面６３２の一部に亘って形成され、第２面６３２に切欠部６４１を有している。切欠部６４１は、スルーボルト１９の頭部との干渉を避けるべく、第２面６３２の略中央に設けられる。

ここで、コネクタ保持部５２について、図１０〜図１５に基づいて詳述する。
コネクタ保持部５２は、コネクタ６０を覆うように径方向外側に突出して形成され、コネクタ６０を保持する。コネクタ保持部５２には、パワー接続端子孔５２１、第２嵌合部としての嵌合溝５２４、および、カラム凹部５２５等が設けられる。
パワー接続端子孔５２１は、軸方向から見たとき、長円形状に形成される。パワー接続端子孔５２１には、コネクタ６０のパワー接続端子６２１が挿通され、パワー接続端子６２１がパワー基板３１側へ取り出される。

コネクタ保持部５２は、モータ２側に開口するように、収容底部５２２および収容側部５２３が略コ字状に形成される。
嵌合溝５２４は、コネクタ保持部５２の収容底部５２２および収容側部５２３に亘り、コネクタ６０の第１面６３１および側面６３３に形成されるフランジ６４と対応する形状に形成される。図３に示すように、嵌合溝５２４は、フランジ６４の側壁６４３、６４４および頂面６４５を覆うように形成される。また、嵌合溝５２４とフランジ６４との間に形成されるクリアランスは微小である。

コネクタ６０をヒートシンク５０に組み付ける際、コネクタ６０のフランジ６４が嵌合溝５２４に嵌り合うようにモータ２側から挿入される。コネクタ６０がヒートシンク５０に組み付けられたとき、収容底部５２２はコネクタ６０の第１面６３１と対向し、収容側部５２３はコネクタ６０の側面６３３と対向する。

カラム凹部５２５は、コネクタ６０の側面６３３に設けられるカラム６５と対応する形状に形成される。コネクタ６０は、カラム６５とカラム凹部５２５との嵌め合いにより、ヒートシンク５０に対して位置決めされる。また、ねじ２９は、制御基板２１のコネクタ６０側に形成されるねじ穴およびカラム６５に挿通され、ヒートシンク５０に螺着される。これにより、コネクタ６０は、ヒートシンク５０に対し、２箇所で制御基板２１と共締めされ、ヒートシンク５０に保持される。

図２０〜図２２は、ヒートシンク５０、コネクタ６０およびリアフレームエンド１８を組み付けた状態を示す図である。また、図２１は、図３中のヒートシンク５０、コネクタ６０およびリアフレームエンド１８以外の部材を省略したものと対応する。さらにまた、図２３は、図２０に対応してリアフレームエンド１８のみを示した図であり、図２３中のＡ−Ａ線は、図２０中のＸＸＩ−ＸＸＩ線と対応している。なお、図２３においては、スルーボルト１９に対応する曲線部分については、模式的に直線状に記載している。後述の図２６についても同様である。

図２１等に示すように、コネクタ６０の第２面６３２側には、リアフレームエンド１８が配置される。リアフレームエンド１８のコネクタ受部１８１には、フランジ６４の外側に形成される第１壁部１８３が設けられる。これにより、モータ２とコントロールユニット３との間に水滴が入りにくくなる。

以上詳述したように、本実施形態の駆動装置１は、パワーモジュール４０と、コネクタ６０と、ヒートシンク５０と、を備える。パワーモジュール４０は、ＭＯＳ８１〜８６を有する。コネクタ６０は、外部との電気的接続に用いられ、周壁６３に形成されるフランジ６４を有する。ヒートシンク５０は、パワーモジュール４０を保持するモジュール保持部５１、および、フランジ６４と嵌り合う嵌合溝５２４が形成され、コネクタ６０を保持するコネクタ保持部５２を有する。フランジ６４は、コネクタ保持部５２の収容底部５２２と対向する周壁６３の第１面６３１および第１面６３１の両側に形成される側面６３３に亘って形成される。

本実施形態では、パワーモジュール４０を保持するヒートシンク５０にコネクタ保持部５２を設け、コネクタ６０の周壁６３の第１面６３１および側面６３３に亘って形成されるフランジ６４とヒートシンクに形成される嵌合溝５２４とが嵌り合うように構成されている。これにより、防滴カバー等の他の部材を追加することなく、コネクタ６０とヒートシンク５０との間の隙間から駆動装置１、特にコントロールユニット３の内部に水滴が浸入するのを防止することができる。これにより、本実施形態の駆動装置１は、防滴構造となっている。

コネクタ６０の第１面６３１の反対側の第２面６３２側には、パワーモジュール４０およびコネクタ６０と電気的に接続されるモータ２が一体に設けられる。本実施形態の駆動装置１では、パワーモジュール４０、ヒートシンク５０およびコネクタ６０等を有するコントロールユニット３とモータ２とが一体となって駆動装置１を構成している。特に本実施形態では、駆動装置１をＥＰＳに適用しているため、駆動装置１をコラム軸６近傍に配置する必要があり、搭載場所に制約がある。駆動装置１は防滴構造となっているので、水滴が落ちる可能性がある場所、例えば車室内のエアコンダクトの下等にも搭載することができる。
なお、本実施形態の駆動装置１は、開口端６０１側からコネクタ６０等の内部へ水滴が浸入しないよう、開口端６０１が水平より鉛直方向下側を向くように搭載されることが望ましい。

また、駆動装置１は、パワーモジュール４０およびヒートシンク５０を内部に収容するカバー部材７０をさらに備える。これにより、特にモータ２と反対側から駆動装置１内部への埃や水滴の浸入を防止することができる。

本実施形態では、第１嵌合部は、コネクタ６０の周壁６３に突出して形成されるフランジ６４であり、第２嵌合部は、フランジ６４に対応してコネクタ保持部５２に形成される嵌合溝５２４である。換言すると、本実施形態では、第１嵌合部が凸状に形成され、第２嵌合部が凹状に形成される、ということである。カバー部材７０側から滴下された水滴は、嵌合溝５２４に嵌り合うフランジ６４の外側の面を伝うため、ヒートシンク５０とコネクタ６０との間の隙間から、コントロールユニット３内部への水滴の浸入を防止することができる。

本実施形態では、コネクタ６０の第１面６３１と反対側の第２面６３２に設けられるリアフレームエンド１８を備える。また、リアフレームエンド１８のコネクタ６０と対向する箇所には、フランジ６４の外側に形成される第１壁部１８３が設けられる。これにより、モータ２とコントロールユニット３との間の隙間からの水滴の浸入を防止することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、リアフレームエンド１８が異なっているので、この点を中心に説明し、他の点については説明を省略する。
本実施形態のリアフレームエンド１８を図２４に示す。図２４は、図２１に対応する図である。本実施形態のリアフレームエンド１８のコネクタ６０と対向する箇所には、フランジ６４の外側に形成される第１壁部１８３に加え、フランジ６４の内側に形成される第２壁部１８４が設けられる。本実施形態の第１壁部１８３および第２壁部１８４の高さは、概ね同じに形成される。

本実施形態では、リアフレームエンド１８には、フランジ６４の外側に形成される第１壁部１８３、および、フランジ６４の内側に形成される第２壁部１８４が設けられる。これにより、モータ２とコントロールユニット３との隙間からの水滴の浸入をより好適に防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。本実施形態のリアフレームエンド１８を図２５に基づいて説明する。
図２５に示すように、本実施形態のリアフレームエンド１８には、第２実施形態と同様、フランジ６４の外側に形成される第１壁部１８３および第２壁部１８４が形成される。本実施形態の第１壁部１８３の高さは、第２壁部１８４の高さより低い。

カバー部材７０側（図２５の紙面上方）から水滴が滴下された場合、フランジ６４を伝った水滴がコネクタ６０とリアフレームエンド１８との間の空間１８５に溜まってしまうことがある。本実施形態では、第１壁部１８３が第２壁部１８４より低く形成されているので、空間１８５に溜まった水滴を第１壁部１８３側から系外へ排出することができる。これにより、第２壁部１８４を超えてモータ２とコントロールユニット３との間に水滴が浸入するのを防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第２実施形態の変形例である。本実施形態のリアフレームエンド１８を図２６および図２７に基づいて説明する。なお、図２６は、第１実施形態の図２３に対応する図である。
図２６および図２７に示すように、本実施形態のリアフレームエンド１８は、第１壁部１８３の一部が切り欠かれ、フランジ６４または嵌合溝５２４を伝った水滴を外部へ排出するための排水部８３０が形成されている。このように構成しても、第３実施形態と同様、第１壁部１８３に形成された排水部８３０を経由し、空間１８５に溜まった水滴を系外へ排出することができる。これにより、第２壁部１８４を超えてモータ２とコントロールユニット３との間に水滴が浸入するのを防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、リアフレームエンド１８が異なっているので、この点を中心に説明し、他の点については説明を省略する。
本発明の第５実施形態によるリアフレームエンド１８を図２８〜図３０に示す。なお、図２８は第１実施形態の図２０に対応し、図３０は図２１に対応する。
本実施形態のリアフレームエンド１８のコネクタ６０と対向する箇所には、平面部１８６が形成される。換言すると、本実施形態のリアフレームエンド１８のコネクタ６０と対向する箇所には、上記実施形態の第１壁部１８３および第２壁部１８４が形成されていない。
上述したように、コネクタ６０の開口端６０１が鉛直方向下側となるように駆動装置１を搭載する場合、本実施形態のように形成しても差し支えない。
これにより、リアフレームエンド１８の構成を簡素にすることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態では、ヒートシンク５０およびコネクタ６０が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態によるヒートシンク５０を図３１〜図３３、コネクタ６０を図３４〜図３７に示す。なお、図３１の斜視図は、図１０と同様、モータ２側（底面側）から見た状態を示している。また、図３８〜図４０は、ヒートシンク５０とコネクタ６０とを組み付けた状態を示している。

上記実施形態では、第１嵌合部としてのフランジ６４が凸状に形成され、第２嵌合部としての嵌合溝５２４が凹状に形成されていた。本実施形態では、コネクタ６０の周壁６３に第１嵌合部としての嵌合凹部６６が形成され、ヒートシンク５０のコネクタ保持部５２に嵌合凹部６６に対応する第２嵌合部としての嵌合凸部５２６が形成されている。すなわち本実施形態では、第１嵌合部としての嵌合凹部６６が凹状に形成され、第２嵌合部としての嵌合凸部５２６が凸状に形成されている、ということである。

以下、嵌合凸部５２６および嵌合凹部６６について説明する。
図３１〜図３３に示すように、本実施形態のヒートシンク５０のコネクタ保持部５２には、嵌合凸部５２６が形成される。嵌合凸部５２６は、コネクタ保持部５２の収容底部５２２および収容側部５２３に亘って形成される。

また、図３４〜図３７に示すように、コネクタ６０の周壁６３には、嵌合凸部５２６と嵌り合う形状に形成される嵌合凹部６６が形成される。本実施形態の嵌合凹部６６は、第１面６３１、第２面６３２および側面６３３に亘って形成される。換言すると、嵌合凹部６６は、コネクタ６０の周壁６３の全周に亘って形成される。
コネクタ６０をヒートシンク５０に組み付ける際、コネクタ６０は、嵌合凹部６６が嵌合凸部５２６に嵌り合うようにモータ２側から挿入される。

これにより、カバー部材７０側から滴下された水滴は、嵌合凹部６６に嵌り合う嵌合凸部５２６の外側の面を伝うため、ヒートシンク５０とコネクタ６０との間の隙間から、コントロールユニット３内部への水滴の浸入を防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図４１および図４２に示す。なお、図４１は図３に対応する図であり、図４２は図２２に対応する図である。
第１実施形態では、ヒートシンク５０の嵌合溝５２４は、コネクタ６０のフランジ６４の側壁６４３、６４４および頂面６４５を覆うように形成される。また、嵌合溝５２４とフランジ６４との間に形成されるクリアランスは、微小であった。このように、嵌合溝５２４とフランジ６４との間のクリアランスが微小である場合、滴下された水滴が毛細管現象により吸い込まれ、内部に水が浸入する虞がある。

そこで本実施形態では、嵌合溝５２４に替えて、嵌合部５２７がヒートシンク５０のコネクタ保持部５２に形成される。嵌合部５２７は、フランジ６４の開口端６０１側の側壁６４３側が開放される形状に形成される。すなわち、図４２に示すように、ヒートシンク５０とコネクタ６０とを組み付けた状態にてコネクタ６０の開口端６０１側から見たとき、フランジ６４が見える状態となっている。なお、第１実施形態では、図２２に示すように、ヒートシンク５０とコネクタ６０とを組み付けた状態にてコネクタ６０の開口端６０１側から見たとき、フランジ６４はヒートシンク５０に覆われているため、見えない。
また、図４１および図４２に示すように、嵌合部５２７の先端部５２８と、フランジ６４と、カバー部材７０との間には、バッファ室８４１が形成される。換言すると、バッファ室８４１は、フランジ６４の開口端６０１側に形成される。

バッファ室８４１は、コネクタ６０およびカバー部材７０等の材質や形状、表面状態等、および、滴下される液体の粘度等の性状に応じ、適宜設定可能であり、滴下された水滴が毛細管現象にてバッファ室８４１よりも内部に浸入しない程度の大きさに形成される。例えば、バッファ室８４１は、幅、高さともに２ｍｍ以上となるように形成される。なお、バッファ室８４１の「幅」とは、駆動装置１の径方向（すなわち図４２の紙面左右方向）のクリアランスの大きさに対応し、バッファ室８４１の「高さ」とは、駆動装置１の軸方向（すなわち図４２の紙面上下方向）のクリアランスの大きさに対応する。

本実施形態では、嵌合部５２７の先端部５２８がフランジ６４の側壁６４３よりも開口端６０１側に位置しているが、先端部５２８は、フランジ６４の側壁６４３よりも奥側となるように形成してもよい。例えば、先端部５２８は、フランジ６４の開口端６０１と反対側の側壁６４４と対応する箇所となるように形成してもよい。先端部５２８がフランジ６４の開口端６０１と反対側の側壁６４４と対応する箇所となるように形成される場合についても、「フランジ６４と嵌合部５２７とが嵌り合う」という概念に含まれるものとする。

本実施形態では、フランジ６４と嵌合部５２７とが嵌合する嵌合箇所には、毛細管現象による水の吸い込みを防ぐためのバッファ室８４１が形成される。これにより、滴下された水滴が毛細管現象にてバッファ室８４１よりも内部に浸入するのを防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、嵌合部５２７が「第２嵌合部」に対応する。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図４３に示す。
本実施形態では、ヒートシンク５０のコネクタ保持部５２には、フランジ６４と嵌り合う嵌合溝５２９が形成される。嵌合溝５２９の深さＤ１は、フランジ６４の高さＨ１よりも大きく形成される。バッファ室８４２は、嵌合溝５２９の内部であって、嵌合溝５２９とフランジ６４の頂面６４５との間に形成される。
このように構成しても、第７実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、嵌合溝５２９が「第２嵌合部」に対応する。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態を図４４に示す。
本実施形態では、ヒートシンク５０のコネクタ保持部５２には、フランジ６４と嵌り合う嵌合溝５３０が形成される。嵌合溝５３０の幅Ｗ１は、フランジ６４の幅Ｗ２よりも大きく形成される。バッファ室８４３は、嵌合溝５３０の内部であって、嵌合溝５３０とフランジ６４の開口端６０１と反対側の側壁６４４との間に形成される。なお、バッファ室８４３は、嵌合溝５３０の内部であって、嵌合溝５３０とフランジ６４の開口端６０１側の側壁６４３との間に形成されるように構成してもよい。
このように構成しても、第７実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、嵌合溝５３０が「第２嵌合部」に対応する。

（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態を図４５に示す。本実施形態は、第６実施形態の変形例であり、図４５は、図４０に対応する図である。
本実施形態では、コネクタ６０の周壁６３には、ヒートシンク５０の嵌合凸部５２６と嵌り合う嵌合凹部６７が形成される。嵌合凹部６７の深さＤ２は、ヒートシンク５０の嵌合凸部５２６の高さＨ２よりも大きく形成される。バッファ室８４４は、嵌合凹部６７の内部であって、嵌合凹部６７と嵌合凸部５２６の頂面５６１との間に形成される。

なお、嵌合凹部６７の幅を嵌合凸部５２６の幅よりも大きく形成し、バッファ室８４４を嵌合凸部５２６の開口端６０１側（紙面左側）、または、嵌合凸部５２６の開口端６０１とは反対側（紙面右側）に形成してもよい。
本実施形態では、嵌合凹部６７と嵌合凸部５２６とが嵌合する嵌合箇所には、バッファ室８４４が形成される。これにより、滴下された水滴が毛細管現象にてバッファ室８４４よりも内部に浸入するのを防止することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
（ア）上記実施形態のコネクタは、制御コネクタ部とパワーコネクタ部とが一体となっていた。他の実施形態では、制御コネクタ部とパワーコネクタ部とが別体となっていてもよい。また他の実施形態では、コネクタは、外部との接続に供されるものであれば、どのようなものであってもよい。また、コネクタが複数設けられていてもよい。

（イ）上記第１実施形態〜第５実施形態では、コネクタのフランジは、第１面、側面、および、第２面の一部に亘って形成されていた。他の実施形態では、フランジは、第１面および両側面に亘って形成されていれば、第２面には形成されていなくてもよい。また、フランジが周壁の全周に亘って形成されていてもよい。

（ウ）上記第６実施形態では、コネクタの嵌合凹部は、周壁の全周に亘って形成されていた。他の実施形態では、嵌合凹部は、第１面および両側面に亘って形成されていれば、第２面に形成されていなくてもよい。また、嵌合凹部が第２面の一部まで形成されるようにしてもよい。

（エ）コネクタと保持部材との間の隙間に溜まった水滴を系外に排出すべく、上記第３実施形態では第１壁が第２壁よりも低く形成されており、第４実施形態では第１壁の一部が切り欠かれて排水部が形成されていた。他の実施形態では、第１壁の一部に穴部を形成する等、排水部はどのように形成してもよい。
また、第２実施形態〜第５実施形態にて説明したフレーム部材は、第６実施形態〜第１０実施形態のいずれと組み合わせてもよい。

（オ）上記実施形態では、保持部材は、パワーモジュールの放熱に寄与するヒートシンクであった。部品点数低減の観点からすると、保持部材が放熱の機能を有していることが望ましいが、パワーモジュールおよびコネクタを保持可能であれば、必ずしも放熱機能を有していなくてもよい。

（カ）半導体モジュールは、上記実施形態のように、系統毎に複数のＭＯＳがモジュール化されたパワーモジュールに限らず、どのようなものであってもよい。
また、スイッチング素子は、ＭＯＳに限らず、ＩＧＢＴ等、どのようなものを用いてもよい。

（キ）上記実施形態では、駆動装置は、モータとコントロールユニットとが一体に設けられていた。他の実施形態では、モータとコントロールユニットとが別体であってもよい。また、コントロールユニット部分を「駆動装置」とみなし、モータ以外の装置に適用してもよい。

（ク）また、上記実施形態では、モータとコントロールユニットとが一体であったので、コネクタの第２面側に設けられるフレーム部材は、モータの外郭を構成するリアフレームエンドであった。他の実施形態では、フレーム部材は、モータの外郭を構成する部材に限らず、どのような部材であってもよい。

（ケ）上記実施形態では、回転電機は三相ブラシレスモータであった。他の実施形態では、回転電機は、三相ブラシレスモータ以外のどのようなモータであってもよい。また、回転電機は、モータ（電動機）に限らず、発電機であってもよいし、発電機と電動機との機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであってもよい。
（コ）上記実施形態では、駆動装置はＥＰＳに適用されていた。他の実施形態では、駆動装置は、ＥＰＳ以外の車両補機や他の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・・駆動装置
４０・・・・パワーモジュール（半導体モジュール）
５０・・・・ヒートシンク（保持部材）
５２２・・・収容底部
５２４・・・嵌合溝（第２嵌合部）
５２６・・・嵌合凸部（第２嵌合部）
６０・・・コネクタ
６４・・・フランジ（第１嵌合部）
６６・・・嵌合凹部（第１嵌合部）
８１〜８６・・・ＭＯＳ（スイッチング素子）

Claims (11)

1. スイッチング素子（８１〜８６）を有する半導体モジュール（４０）と、
   外部との電気的接続に用いられ、周壁（６３）に形成される第１嵌合部（６４、６６、６７）を有するコネクタ（６０）と、
   前記半導体モジュールを保持するモジュール保持部（５１）、および、前記第１嵌合部と嵌り合う第２嵌合部（５２４、５２６、５２７、５２９、５３０）が形成され前記コネクタを保持するコネクタ保持部（５２）を有する保持部材（５０）と、
   を備え、
   前記第１嵌合部は、前記コネクタ保持部の収容底部（５２２）と対向する前記周壁の第１面（６３１）および前記第１面の両側に形成される側面（６３３）に亘って形成され、
   前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とが嵌合する嵌合箇所には、毛細管現象による水の吸い込みを防ぐためのバッファ室（８４１、８４２、８４３、８４４）が形成されることを特徴とする駆動装置（１）。
2. 前記コネクタの前記第１面と反対側の第２面（６３２）側には、前記半導体モジュールおよび前記コネクタと電気的に接続される回転電機（２）が一体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記半導体モジュールおよび前記保持部材を内部に収容するカバー部材（７０）をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記第１嵌合部（６４）は、前記コネクタの前記周壁に突出して形成され、
   前記第２嵌合部（５２４、５２７、５２９、５３０）は、前記第１嵌合部に対応して前記コネクタ保持部に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記第１嵌合部は、前記周壁に形成される嵌合凹部（６６、６７）であり、
   前記第２嵌合部は、前記嵌合凹部に対応して前記コネクタ保持部に形成される嵌合凸部（５２６）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 前記コネクタの前記第１面と反対側の第２面（６３２）側に設けられるフレーム部材（１８）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
7. 前記フレーム部材の前記コネクタと対向する箇所には、前記第１嵌合部の外側に形成される第１壁部（１８３）、および、前記第１嵌合部の内側に形成される第２壁部（１８４）の少なくとも一方が設けられることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記フレーム部材には、前記第１壁部および前記第２壁部が設けられることを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記第１壁部の高さは、前記第２壁部の高さより低いことを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記第１壁部には、前記第１嵌合部または前記第２嵌合部を伝った水滴を外部へ排出する排水部（８３０）が形成されることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. 前記フレーム部材の前記コネクタと対向する箇所には、平面部（１８６）が形成されることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。

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