電動動力轉向系統以及其所使用的電動機與逆變裝置的制作方法

專利名稱：電動動力轉向系統以及其所使用的電動機與逆變裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以卷繞式鉛電池為電源的電動動力轉向系統以及其所使用的電動機與逆變裝置。
背景技術：
關于電動動力轉向系統的背景技術，公知的例如有專利文獻1至3中所述的裝置。專利文獻1以及2中，描述了一種用三相交流電驅動的電動動力轉向用電動機。專利文獻3中，描述了一種具有由三相交流電所驅動的電動機以及對其進行控制的控制裝置的電動動力轉向系統。
另外，卷繞式鉛電池的相關背景技術，公知的例如如專利文獻4以及5中所述。
專利文獻1特開2001-275325號公報；專利文獻2特開2003-250254號公報；專利文獻3特開2003-267233號公報；專利文獻4特開2004-178831號公報；專利文獻5特開2004-207127號公報。
近年來，電動動力轉向系統，將構成14v類車載電源的鉛電池作為電源，通過逆變裝置將從該電源所得到的直流電能變換成交流電能，通過該交流電能驅動交流電動機，得到掌舵用電動力的交流驅動方式逐漸變成主流。
另一方面，電動動力轉向系統中，為了能夠廣泛應用于輕型車輛與重型車輛，需要高輸出化。迄今為止，從電動機直接輸出掌舵力這種類型一般應用于較小型的輕型車輛，而較大型的重型車一般使用油壓類型。但是，油壓類型較為大型且構造復雜，同時比從電動機直接輸出掌舵力的類型價格高。因此，要求電動動力轉向系統高輸出化，使得能夠從電動機直接輸出與以前的油壓類型相等或相近的掌舵力。
但是，在以一般在汽車中所安裝的鉛電池，也即構成上述14v類車載電源的鉛電池，在將正極板與負極板以及設置在它們中間的隔膜層疊若干層所得到的極板組浸泡在電解液中的鉛電池，作為電源的電動動力轉向系統中，鉛電池的性能上，用來從電動機輸出與以前的油壓類型相等或與其相近的掌舵力所需要的電功率，無法從電源得到。為了高輸出化，需要電源大容量化。
另外，電動動力轉向系統中，在車輛停止的狀態下進行方向盤操作時或在車輛非常緩慢行駛的狀態下操作方向盤時，需要產生比較大的掌舵力。此時，電動動力轉向系統中瞬時流通較大的電流。
但是，在前述的以鉛電池為電源的電動動力轉向系統中，如果瞬時流通的電流過大，由于鉛電池的容量比車輛行駛中的鉛電池的容量低，因此從電源所獲取的電功率下降，從電動機所輸出的掌舵力降低到必需的掌舵力以下。即使瞬時流通較大的電流，為了輸出必要的掌舵力，也需要電源的大容量化。
另外，電動動力轉向系統中，伴隨著電源的大容量化，電動機以及逆變裝置中所流動的電流，變得比前述的以蓄電池為電源時的電動機以及逆變裝置中所流動的電流大。因此，電動動力轉向系統中，伴隨著電源的大容量化，需要讓電動機以及逆變裝置采取對應于大電流的構造。

發明內容
本發明能夠提供一種即使在從電源側向執行機構側瞬時流動較大的電流的情況下，也能夠從電源側向執行機構側穩定供給驅動電流，抑制系統輸出的下降，且能夠抑制與從電源側向執行機構側的瞬時流動的較大的電流相對應的執行機構側的可靠性的下降的電動動力轉向系統。
另外，本發明提供一種能夠實現系統的高輸出化，且能夠抑制伴隨著高輸出化的電流增加所對應的執行機構側的可靠性的下降的電動動力轉向系統。
另外，本發明提供一種即使在將能夠高輸出的卷繞式鉛電池作為電動動力轉向系統的電源，從電源側向電動動力轉向系統的執行機構側供給較大的電流的情況下，也能夠抑制損耗降低，高效輸出較大的掌舵力的電動動力轉向系統用電動機。
另外，本發明提供一種即使在將能夠高輸出的卷繞式鉛電池作為電動動力轉向系統的電源，從電源側向電動動力轉向系統的執行機構側供給較大的電流的情況下，也能夠確保導體之間的電連接部的可靠性的電動動力轉向系統用逆變裝置。
本發明的特征在于，將以下所示的卷繞式鉛電池作為電動動力轉向系統的電源，將以下所示的電動機或逆變裝置作為電動動力轉向系統用電動機或逆變裝置。
卷繞式鉛電池，將薄板帶狀的正極板與薄板帶狀的負極板之間介有帶狀隔膜之后卷繞所形成的極板組，浸漬在電解液中。構成極板組的正極板的面積為1500～15000cm2。另外，將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3。該卷繞式鉛電池中，在電動動力轉向系統的執行機構側(電動機以及逆變裝置側)中瞬時流通至少100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓。
電動機中，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成定子線圈。多個相線圈的線材端部，從定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來。連線部件是與多個相線圈電連接的板狀導體，用來將多相交流電導入給定子線圈的電纜，與定子線圈電連接，將電纜所供給的多相交流電供給到定子線圈的對應相線圈。
另外，另一種電動機中，多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來，構成定子線圈。該構成可以與上述電動機組合。
逆變裝置，具有與功率模塊電連接的導體模塊。導體模塊，具有與半導體開關元件所構成的變換電路電連接的板狀導體。板狀導體形成有將電源側所供給的直流電能導入給變換電路的電路。板狀導體與至少包含有濾波器以及電容器的電路部件電連接。電路部件具有板狀導體連接用端子。電路部件的端子用焊接接合在板狀導體中。
根據以上所說明的本發明，即使在從電源側向執行機構側瞬時流通大電流的情況下，也能夠從電源側向執行機構側穩定供給驅動電能，抑制系統輸出的降低，且能夠抑制對應從電源側向執行機構側瞬時流通大電流的執行機構側可靠性的降低，因此能夠提供一種高性能且可靠性高的電動動力轉向系統。
另外，根據本發明，能夠實現系統的高輸出化，且能夠抑制伴隨著高輸出化的電流增加所對應的執行機構側的可靠性的下降，因此能夠提供一種高性能且可靠性高的電動動力轉向系統。
另外，根據本發明，即使在將能夠高輸出的卷繞式鉛電池用作電動動力轉向系統的電源，從電源側向電動動力轉向系統的執行機構側供給較大的電流的情況下，也能夠抑制損耗降低，高效輸出較大的掌舵力，因此能夠提供一種適用于高輸出的電動動力轉向系統且可靠性高的電動機。
另外，根據本發明，即使在將能夠高輸出的卷繞式鉛電池作為電動動力轉向系統的電源，從電源側向電動動力轉向系統的執行機構側供給較大的電流的情況下，也能夠確保導體之間的電連接部的可靠性，因此能夠提供一種適用于高輸出的電動動力轉向系統且可靠性高的電動機。


圖1為說明用作本發明的實施例的電動動力轉向系統的電源的鉛蓄電池的單電池內部結構的部分剖視圖。
圖2為說明安裝有圖1的圓柱狀單電池的鉛蓄電池的外觀結構的立體圖。
圖3為說明安裝有方形單電池的鉛蓄電池的外觀結構的立體圖。
圖4為說明安裝有多個圓柱狀單電池的鉛蓄電池的外觀結構的立體圖。
圖5為將本發明的實施例的卷繞式鉛蓄電池的特性，與比較例的層疊式鉛蓄電池的特性進行比較，為說明在周圍溫度為-30°的條件下，使用本發明的實施例的卷繞式鉛蓄電池的特性與比較例的層疊式鉛蓄電池，驅動電動動力轉向用電動機時的電動動力轉向用電動機的轉數—轉矩特性的特性圖。
圖6為說明本發明的實施例的卷繞式鉛蓄電池的端子電壓(電池電壓)，與卷繞式鉛蓄電池中所流動的充電電流以及從卷繞式鉛蓄電池所流出的放電電流對應時間的變化的特性圖。
圖7為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的構成的剖視圖。
圖8為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的構成的剖視圖，(A)為圖7的A-A處箭頭方向剖視圖，(B)為(A)的P部放大剖視圖。
圖9為說明交流電動機中的轉子的極數P與定子的槽數S之間的關系的說明圖。
圖10為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的齒槽轉矩的實測值的測定圖，(A)為說明對角度(機械角)為0～360°范圍所測定的齒槽轉矩(mNm)的測定圖，(B)為說明將(A)中所示的齒槽轉矩的高次諧波成分在各個時間次數中分別分離時的幅度值(mNm)的測定圖。
圖11為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的定子線圈的連線關系的連線圖。
圖12為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的定子線圈的連線狀態的側視圖。
圖13為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電動機的另一構成的圖，為相當于圖7的A-A處箭頭方向剖面的剖視圖。
圖14為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的構成的分解立體圖。
圖15為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的構成的圖，為說明功率模塊與導體模塊安裝在外殼中，且控制模塊尚未安裝的狀態的立體圖。
圖16為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的導體模塊的構成的圖，為說明從底面側所看到的狀態的立體圖。
圖17為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的構成的圖，為圖15的X1-X1處箭頭方向剖視圖。
圖18為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的構成的圖，為說明功率模塊與導體模塊之間的連接部的詳細構造的剖視圖。
圖19為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的構成的圖，為說明功率模塊與控制模塊之間的基于引線框的連接部的詳細構造的剖視圖。
圖20為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的電路結構的電路圖。
圖21為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的控制裝置的另一構成的立體圖。
圖22為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統中所使用的電源以及執行機構的電路結構的電路圖。
圖23為說明作為本發明的實施例的電動動力轉向系統的系統構成的俯視圖。
圖24為說明作為比較例的層疊式鉛蓄電池的內部結構的部分剖面立體圖。
圖25為說明作為比較例的層疊式鉛蓄電池的端子電壓(電池電壓)，與層疊式鉛蓄電池中所流動的充電電流以及從層疊式鉛蓄電池所流出的放電電流對應時間的變化的特性圖。
圖中20-負極板，21-正極板，22-隔膜，100-電動動力轉向用電動機，110-定子，112-定子鐵心，114-定子線圈，116-連線環，200-控制裝置，210-功率模塊，220-控制模塊，230-導體模塊，300-電池。
具體實施例方式
下面對照圖1至圖23，對本發明的實施例進行說明。
首先，對照圖23，對本實施例的電動動力轉向系統的概要結構進行說明。
圖23示出了本實施例的電動動力轉向系統的系統結構。
本實施例的電動動力轉向系統(以下稱作“EPS系統”)是小齒輪(pinion)式EPS系統(以下稱作“P-EPS系統”)，是一種通過設置在轉向齒輪STG附近的電動動力轉向用電動機100(以下稱作“EPS電動機100”)來輔助小齒輪的方式的轉向系統。
另外，EPS系統中，還有通過設置在換向柱(column)附近的EPS電動機來輔助換向柱的換向柱式EPS系統，以及通過設置在轉向齒輪附近的EPS電動機來輔助齒條的齒條交叉(cross)式EPS系統。本實施例的P-EPS系統的電源以及執行機構構成，也能夠適用于這些EPS系統。
駕駛者旋轉方向盤STW之后，其主掌舵力(旋轉力)，經上部轉向軸USS、上部萬向連軸器UUJ、下部轉向軸LSS、以及下部萬向連軸器LUJ，傳遞給轉向齒輪STG。另外，轉向齒輪STG中，被傳遞了從EPS電動機100所輸出的輔助掌舵力(旋轉力)。
轉向齒輪STG，是將所輸入的主掌舵力(旋轉力)與輔助掌舵力(旋轉力)，變換成直線的往返力，傳遞給左右拉桿TR1、TR2的機構，由齒條(圖示省略)所形成的齒條軸(圖示省略)，以及小齒輪(圖示省略)所形成的小齒輪軸(圖示省略)構成。齒條齒輪與小齒輪在動力變換部PT中嚙合，這里，旋轉力被變換成直線往返力。主掌舵力經動力變換部PT的輸入軸IS，傳遞給小齒輪軸。輔助掌舵力經動力變換部PTM的減速機構(圖示省略)傳遞給小齒輪軸。
在轉向齒輪STG中被變換成直線往返力的掌舵力，傳遞給與齒條軸相連結的連桿TR1、TR2，從連桿TR1、TR2傳遞給左右車輪WH1、WH2。通過這樣，控制左右車輪WH1、WH2的方向。
上部轉向軸USS中設有轉矩傳感器TS。轉矩傳感器TS用來檢測出加載給方向盤STW的掌舵力(旋轉轉矩)。
EPS電動機100由控制裝置200進行控制。EPS電動機100與控制裝置200構成EPS系統的執行機構。EPS系統將車載用電池300用作電源。控制裝置200是逆變裝置，根據轉矩傳感器TS的輸出，為了讓EPS電動機100的輸出轉矩變為目標轉矩，而將電池300所供給的直流電變換成多相交流電，供給到EPS電動機100。
接下來，對照圖22，對本實施例的EPS系統中所使用的電源以及執行機構的電連接關系進行說明。
圖22中示出了本實施例的EPS系統中所使用的電源以及執行機構的電路結構。
控制裝置200，具有構成逆變器主電路(變換電路)的功率模塊210，與控制功率模塊210的功率半導體開關元件的導通/斷開動作(開關動作)的控制模塊220。功率模塊210的逆變器主電路，由6個功率半導體開關元件橋接構成的3相橋接電路構成。功率模塊210的逆變器主電路的輸入側(直流側)電連接有電池300，輸出側(交流側)電連接有EPS電動機100的定子線圈114。功率模塊210的6個功率半導體開關元件各自的開關由控制模塊220進行控制，通過這樣，從電池300輸出的直流電，在功率模塊210的逆變器主電路中被變換成3相交流電，供給到EPS電動機100的定子線圈114。
控制模塊220，構成生成用來控制功率半導體開關元件的導通/斷開動作(開關動作)的控制信號，并將該控制信號輸出給功率模塊210的驅動電路(圖示省略)的控制部。控制模塊220中，作為輸入參數被輸入了由轉矩傳感器TS所檢測出的方向盤STW的轉矩檢測值Tf、由編碼器E所檢測出的轉子130的旋轉速度檢測值ωf似及由旋轉變壓器156所檢測出的轉子130的磁極位置檢測值θm。
轉矩檢測值Tf與轉矩指令值Ts一起輸入給轉矩控制電路221。轉矩控制電路221根據轉矩檢測值Tf與轉矩指令值Ts計算出轉矩目標值Te，通過該所檢測出的轉矩目標值Te的比例積分等，輸出電流指令值Is以及旋轉角θ1。旋轉角θ1與旋轉速度檢測值ωf一起輸入給移相電路222。移相電路222根據旋轉速度檢測值ωf計算出轉子130的旋轉角θa，根據旋轉角θ1對該所檢測出的旋轉角θa進行移相并輸出。旋轉角θa與磁極位置檢測值θm一起輸入給正弦波·余弦波發生電路223。正弦波·余弦波發生電路223，產生根據旋轉角θa以及磁極位置檢測值θm，將定子線圈114的各個線圈(這里為3相)的激勵電壓進行移相所得到的正弦波基本波形(驅動電流波形)值Iav并輸出。另外，上述移相量也可以為0。
正弦波基本波形(驅動電流波形)值Iav，與電流指令值Is一起輸入給2相-3相變換電路224。2相-3相變換電路224，根據正弦波基本波形(驅動電流波形)值Iav以及電流指令Is，輸出對應于各相的電流指令Isa、Isb、Isc。控制模塊220具有各相獨立的電流控制系統225A、225B、225C。各相電流控制系統225A、225B、225C，被輸入對應相的電流指令Isa、Isb、Isc，以及對應相的電流檢測值Ifa、Ifb、Ifc。電流檢測值Ifa、Ifb、Ifc是由電流檢測器CT所檢測出來的，是從功率模塊210的變換電路供給到各相的定子線圈114的相電流。各相的電流控制系統225A、225B、225C，根據對應相的電流指令Isa、Isb、Isc，與對應相的電流檢測值Ifa、Ifb、Ifc，輸出用來控制對應相的功率半導體開關元件的開關動作的控制信號。各相的控制信號，輸入給功率模塊210的對應相的驅動電路(圖示省略)。
功率模塊210的各相的驅動電路(圖示省略)，根據對應相的控制信號，輸出用來控制對應相的功率半導體開關元件的開關動作的驅動信號。各相的驅動信號，輸入給對應相的功率半導體開關元件。如果功率半導體開關元件進行開關動作，便將電池300所供給的直流電變換成交流電，供給EPS電動機100的定子線圈114。此時，供給到定子線圈114的各相電流的合成電流，總是形成在與磁場磁通量成直角或移相了的位置上。通過這樣，EPS電動機100產生對應于轉子130的旋轉位置的旋轉磁場，讓電動機130旋轉。
接下來，對照圖1至圖6，對本實施例的EPS系統中所使用的電源進行詳細說明。
圖1中示出了用作本實施例的EPS系統的電源的鉛蓄電池的單電池的內部結構。圖2中示出了安裝有單電池的鉛蓄電池的外觀結構。
本實施例中，使用卷繞式鉛蓄電池作為鉛蓄電池。本實施例的卷繞式鉛蓄電池的單電池如下進行制作。通過這樣，能夠得到如圖1所示結構的單電池40。
將負極板20與正極板21介有厚0.35mm的隔膜22纏繞成圓形螺旋狀，在45℃的溫度，93％的濕度下放置16小時熟化之后，在110℃的溫度下放置1小時進行干燥。之后，將同極性的10根極板邊緣23之間通過帶子24連接起來，將各個極的帶子24焊到負極端子25與正極端子26上制造纏繞組。接下來，將該纏繞組安裝在圓柱形電槽27內，在電槽27的上部覆蓋蓋子28進行焊接，之后從注液孔29注入比重為1.2(20℃)的稀硫酸電解液，制作未化學反應的單電池40。之后，將該單電池40以9A化學反應20小時之后，添加比重為1.4(20℃)的稀硫酸溶液，從而調整為比重1.3(20℃)濃度的硫酸電解液。最后，安裝安全閥30得到圓柱形的單電池40。
未化學反應的負極板20，通過制作由厚0.2mm的Pb中含有2.2質量％的Sn的合金箔所形成的負極集電體，在其內外側涂布負極活性物質膏狀物45g，將其成型為0.8mm而得到。
這里，負極集電體，是將Pb中含有2.2質量％的Sn的合金融解之后，進行冷軋所得到的厚0.25mm的軋制薄板。
負極活性物質膏狀物，是在將木質素0.3質量％、硫酸鋇或硫酸鍶0.2質量％、碳粉0.1質量％，剩下的全部為鉛粉，在攪拌機中攪拌約10分鐘所得到的混合物中，加入12質量％的水，進一步再在該攪拌之后的鉛粉中，加入13質量％的比重為1.24的20℃的稀硫酸，進行攪拌所得到的。
未化學反應的正極板21，通過制作由厚0.25mm的Pb-2.2Sn合金的箔所形成的正極集電體，在其內外側涂布正極活性物質膏狀物45g，將其成型為0.8mm而得到。
這里，正極集電體，是將Pb中含有2.2質量％的Sn的合金融解之后，進行冷軋所得到的厚0.25mm的軋制薄板。
正極活性物質膏狀物，與負極活性物質膏狀物一樣，是在將木質素0.3質量％、硫酸鋇或硫酸鍶0.2質量％、碳粉0.1質量％，剩下的全部為鉛粉，在攪拌機中攪拌約10分鐘所得到的混合物中，加入12質量％的水，進一步再在該攪拌之后的鉛粉中，加入13質量％的比重為1.24的20℃的稀硫酸，進行攪拌所得到的。
圓柱形單電池40，如圖2所示，存放在棱柱形或方形(立方體狀)的外裝容器45內。正極端子26以及負極端子25從外裝容器45的上面向上方突出。
單電池40的正極板21的面積，形成為1500～15000cm2的大小。
另外，圖1以及圖2中示出了單電池40成形為圓柱形的例子，但也可以是圖3所示的形狀。
圖3中示出了安裝有方形單電池的鉛蓄電池的外觀結構。
圖3中所示的單電池50，電槽27為棱柱形或方形(立方體)，將負極板與正極板介有隔膜纏繞成矩形(方向)螺旋狀，使得電極組遵循電槽27的形狀。單電池50存放在棱柱形或方形(立方體)的外裝容器55內。正極端子51以及負極端子52從外裝容器55的上面向上方突出。
圖3中所示的鉛蓄電池，與圖2中所示的鉛蓄電池相比，能夠減小單電池與外裝容器之間的無效空間，從而更有效率。
單電池50的正極板的面積，形成為1500～15000cm2的大小。
另外，圖1以及圖2中，示出了將1個圓柱形單電池40存放在1個外裝容器55中的例子，但也可以如圖4所示，將多個單電池60存放在1個外裝容器55中。
圖4中示出了安裝有多個圓柱形單電池的鉛蓄電池的外觀結構。
圖4中所示的單電池60的結構與圖1中所示的單電池40的結構相同。本實施例中，6個單電池60通過連接端子63串聯電連接，存放在棱柱形或方形(立方體)的外裝容器65內。位于一方電端部的單電池60的正極端子61，與位于另一方電端部的單電池60的負極端子62從外裝容器65的上面向上方突出。
這樣所構成的鉛蓄電池中，設計容量為24～34Ah，平均放電電壓為12V。
另外，圖4中所示的鉛蓄電池的最大外形尺寸，在作為立方體進行估算的情況下，電池容積為5.4dm3(與比較例的鉛蓄電池的電池型號38B19容積相同)。
另外，各個單電池60的正極板的面積，形成為1500～15000cm2的大小。
另外，在圖4所示的鉛蓄電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下，鉛蓄電池的每單位體積的正極面積，為1700～17000cm2/dm3。
圖5中將圖4所示的本實施例的鉛蓄電池的特性，與比較例的鉛蓄電池的特性進行比較，示出了在周圍溫度為-30℃的條件下，將使用本實施例的鉛蓄電池與比較例的鉛蓄電池驅動EPS電動機100時的EPS電動機100的轉數-轉矩特性。
在使用圖5說明鉛蓄電池的特性之前，首先對比較例的鉛蓄電池進行說明。
圖24中示出了比較例的鉛蓄電池的構成。
比較例的鉛蓄電池，是以前作為構成機動車的14v類車載電源的車載電池而安裝在機動車中的層疊式鉛蓄電池(輸出電壓12v)，通過如下進行制作而得到。
將5張負極板1000與4張正極板1010，介有厚1.5mm的聚乙烯制成的隔膜1020進行層疊，將同極性的極板之間通過帶子1030連接起來，制作極板組1100。進而，將6個極板組1100在電槽1060內串聯，進行設置之后，注入比重為1.05(20℃)的稀硫酸電解液，制作未化學反應電池。之后，將其以9A化學反應20小時之后，添加比重為1.4(20℃)的稀硫酸溶液，從而調整為比重1.3(20℃)濃度的硫酸電解液。最后，焊接正極端子1050與負極端子1040，通過蓋子1070進行密封，得到層疊型電池。
未化學反應的負極板1000，通過在厚1mm的負極集電體中填充負極活性物質膏狀物45g，在45℃的溫度，93％的濕度下放置16小時進行熟化之后，在110℃的溫度下放置1小時進行干燥，將其成型為1.3mm而得到。
這里，負極集電體，是將Pb中含有1質量％的Sn、0.2質量％的Ca的合金融解之后，進行冷軋制作軋制薄板，在厚1mm的負極集電體中進行擴張加工所得到的。
負極活性物質膏狀物，是在將木質素0.3質量％、硫酸鋇或硫酸鍶0.2質量％、碳粉0.1質量％，剩下的全部為鉛粉，在攪拌機中攪拌約10分鐘所得到的混合物中，加入12質量％的水，進一步再在該攪拌之后的鉛粉中，加入13質量％的比重為1.24的20℃的稀硫酸，進行攪拌所得到的。
正極板1010，通過在厚1mm的由Pb中含有1質量％的Sn的合金所形成的正極集電體中填充正極活性物質膏狀物45g，在45℃的溫度，93％的濕度下放置16小時進行熟化之后，在110℃的溫度下放置1小時進行干燥，將其成型為1.6mm而得到。
這里，正極集電體，是將Pb中含有1質量％的Sn、0.7質量％的Ca的合金融解之后，進行冷軋制作軋制薄板，在厚1mm的正極集電體中進行擴張加工所得到的。
正極活性物質膏狀物，是在將木質素0.3質量％、硫酸鋇或硫酸鍶0.2質量％、碳粉0.1質量％，剩下的全部為鉛粉，在攪拌機中攪拌約10分鐘所得到的混合物中，加入12質量％的水，進一步再在該攪拌之后的鉛粉中，加入13質量％的比重為1.24的20℃的稀硫酸，進行攪拌所得到的。
比較例的鉛蓄電池的設計容量為28Ah，平均放電電壓為12V。
另外，比較例的鉛蓄電池的電池型號為38B19，電池容積為5.4dm3。
另外，比較例的鉛蓄電池的電池總面積為5400cm2，方形電池的每單位體積的正極面積為1000cm2/dm3，每個單電池的正極面積為900cm2。
圖5中，(A)的特性為每個單電池的正極面積為1500cm2，鉛蓄電池的每單位體積的正極面積為1700cm2/dm3的本實施例的卷繞式鉛蓄電池的實測值。(B)的特性為每個單電池的正極面積為15000cm2，鉛蓄電池的每單位體積的正極面積為17000cm2/dm3的本實施例的卷繞式鉛蓄電池的實測值。(C)的特性為每個單電池的正極面積為900cm2，鉛蓄電池的每單位體積的正極面積為1000cm2/dm3的本實施例的層疊式鉛蓄電池的實測值。
從圖5可以得知，(A)(B)的本實施例的卷繞式鉛蓄電池，與(C)的比較例的層疊式鉛蓄電池相比，同轉矩中的EPS電動機100的轉數，以及同轉數中的EPS電動機100的轉矩增大。所以，通過將本實施例的卷繞式鉛蓄電池用作EPS系統的電源，能夠實現EPS系統的高輸出化。
進一步，對照圖6以及圖25，將本實施例的鉛蓄電池的特性與比較例的鉛蓄電池的特性進行比較。
圖6以及圖25，示出了鉛蓄電池的端子電壓(電池電壓)、流入到鉛蓄電池中的充電電流以及從鉛蓄電池流出的放電電流對應時間的變化特性。
EPS電動機100，如前所述，由車載電源的供電進行驅動。在將作為以前的鉛蓄電池的比較例的層疊式鉛蓄電池用作車載電源的情況下，車載電源的輸出電壓較低的情況較多。車載電源的端子之間，電連接有構成逆變裝置200的變換電路的功率半導體開關元件、EPS電動機100、以及其他與電流供給電路的連接機構等價電連接的串聯電路，該串聯電路的各個電路構成元件的端子電壓的合計變為車載電源的端子間電壓。因此，用來給EPS電動機100供電的EPS電動機100的端子電壓降低。
EPS電動機100中需要較大的轉矩。這是為了即使例如在車輛的行駛停止狀態或接近行駛停止的運行狀態下迅速旋轉方向盤(方向盤)的情況下，也能夠克服掌舵車輪與地面之間的摩擦阻力，對車輪車輛進行掌舵。在以AC100V作為電源的交流伺服電動機輸出必要轉矩的情況下，電動機電流可以在5A左右。但是，在使用比較例的層疊式鉛蓄電池，以DC14V的直流電直流-交流變換而成的14V的交流電驅動交流電動機的情況下，為了以相同程度的體積，輸出相同程度的轉矩，電動機電流需要為70A～100A。
這里，在將處于預充電狀態(state of charge，SOC)為70％的狀態的本實施例的卷繞式鉛蓄電池，與處于同樣狀態的比較例的層疊式鉛蓄電池，作為前述的圖23所示的EPS系統的電源安裝在車輛中的情況下，各個鉛蓄電池的端子電壓(電池電壓)、流入到鉛蓄電池中的充電電流以及從鉛蓄電池流出的放電電流對應時間的變化特性，如圖6以及圖25所示。
發動機例如由通常所使用的起動電動機起動。在發動機的起動開始時，接通發動機點起動鍵之后，起動電動機供電，發動機旋轉。此時，卷繞式鉛蓄電池與層疊式鉛蓄電池均向起動電動機瞬時供給大電流，因此電池電壓瞬間降低到11V以下。
發動機發動之后，卷繞式鉛蓄電池與層疊式鉛蓄電池由交流發電動機開始充電。此時，卷繞式鉛蓄電池的電池電壓與層疊式鉛蓄電池的電池電壓，均被以例如14V的一定電壓進行充電。另外，充電電流因交流發電動機的轉數而變化。
這里，比較例的層疊式鉛蓄電池中，與本實施例的卷繞式鉛蓄電池相比，充電接納能力較低，因此在充電開始數秒后電池電壓達到14V的上限電壓，充電電流衰減。層疊式鉛蓄電池中，交流發電動機所發的電與其說是對層疊式鉛蓄電池進行充電，倒不如說作為熱被消耗掉了，因此可以說充電效率(蓄電池的充電量比發電動機的發電量的比率)較低。此時，層疊式鉛蓄電池中所充的電量，相當于圖25中所示的斜線b的面積。
另外，本實施例的卷繞式鉛蓄電池，與比較例的層疊式鉛蓄電池相比，充電接納能力較高，因此在充電開始后能夠以大電流進行充電。卷繞式鉛蓄電池中，在電池電壓達到14V的上限電壓之前，交流發電動機的所發的電全部消耗在卷繞式鉛蓄電池的充電中，因此可以說充電效率(蓄電池的充電量比發電動機的發電量的比率)較高。從充電開始經過了7秒以上的時間后，卷繞式鉛蓄電池的電池電壓達到14V的上限電壓，充電電流開始衰減。此時，卷繞式鉛蓄電池中所充的電量，相當于圖6中所示的斜線a的面積，比比較例的層疊式鉛蓄電池的圖25的斜線b的面積大。
在發動機起動后經過10秒之后，進行轉向操作。如果在車輛的行駛停止狀態下迅速旋轉方向盤(方向盤)，EPS電動機100便克服掌舵車輪與地面之間的摩擦阻力，輸出用來對掌舵車輪進行掌舵的大轉矩。此時，從卷繞式鉛蓄電池與層疊式鉛蓄電池向執行機構側瞬間供給100A以上的電流。之后，從卷繞式鉛蓄電池與層疊式鉛蓄電池向執行機構側所供給的電流，隨著車輪的行駛而降低。
這里，比較例的層疊式鉛蓄電池中，與本實施例的卷繞式鉛蓄電池相比其輸出性能較低，因此在點III的時刻，電池電壓大幅下降到11V以下。再次由交流發電動機對層疊式鉛蓄電池進行充電之后，如果在接近行駛停止的緩慢運行的狀態下驅動EPS電動機100，在點IV的時刻，電池電壓與點III時的相同，大幅降低到11V以上。所以，比較例的層疊式鉛蓄電池無法抑制EPS電動機100的端子電壓下降。
另外，本實施例的卷繞式鉛蓄電池中，與比較例的層疊式鉛蓄電池相比輸出性能為其兩倍以上，因此即使對大電流放電，點I的時刻(與點III相同時刻的點)中的電池電壓也能夠維持12V以上的高電壓。再次由交流發電動機對卷繞式鉛蓄電池進行充電之后，如果在接近行駛停止的緩慢運行的狀態下驅動EPS電動機100，在點II的時刻(與點IV相同時刻的點)中的電池電壓也能夠維持12V以上的高電壓。所以，本實施例的本發明的卷繞式鉛蓄電池能夠抑制EPS電動機100的端子電壓下降。
另外，安裝在機動車中的蓄電池被作用了各種振動。另外，安裝在機動車中的蓄電池還受到車輪的沖擊。本實施例中，由于蓄電池使用卷繞式鉛蓄電池，因此電極面被均等作用纏繞壓力。所以即使被施加振動或沖擊，活性物質也不會脫落，從而能夠抑制電池惡化。作為最能夠作用均等纏繞壓力的構造，螺旋式圓筒狀構造是很理想的。
另外，安裝在機動車中的蓄電池在氣溫變化較大的狀態下也能夠使用。所以，即使在蓄電池的溫度在攝氏負30度以下的狀態下，EPS電動機100的正常起動也需要充足的電流與電壓。本實施例的卷繞式鉛蓄電池，即使在攝氏負30度的狀態下，也顯示出優秀的輸出特性。因此，本實施例的卷繞式鉛蓄電池，能夠讓EPS電動機100的轉數-轉矩特性，比使用比較例的層疊式鉛蓄電池的情況下好。
接下來，對照圖7至圖13，對本實施例的EPS系統中使用的EPS電動機進行詳細說明。
圖7中示出了本實施例的EPS系統中所使用的EPS電動機的全體構成。圖8中，圖8(A)示出了A-A處箭頭方向剖面，圖8(B)示出了圖8(A)的P部放大剖面。
本實施例的EPS電動機100，將車載電池(例如輸出電壓12V)作為電源，設置在方向盤的附近或轉向齒輪的附近。所以，由于安裝位置的限制，必須小型化，同時，由于對轉向進行動力輔助，因此需要大轉矩(例如4.5Nm)的輸出。
EPS電動機100，是一種具有定子110與可旋轉支持在該定子110的內側的轉子130的表面磁鐵型同步電動機。EPS電動機100，由具有本實施例的卷繞式鉛蓄電池的14V類電源(卷繞式鉛蓄電池的輸出電壓為12V)所供給的電進行驅動。另外，車載電源為24V類電源或42V類電源(電池的輸出電壓為36V)或48V類電源，根據機動車的種類不同，EPS電動機100的驅動電源電壓也不同。本實施例的EPS系統，可以對應上述任一種電源。
電動機110，具有通過層疊有硅鋼板的磁體所形成的定子鐵心112，以及保持在定子鐵心112的槽內的定子線圈114。定子鐵心112，如后面對照圖2所述，由圓環狀后鐵心，以及與該后鐵心分離制作的，之后機械固定在后鐵心上的多個齒極構成。多個齒極中分別纏繞有定子線圈114。定子線圈以分布纏繞或集中纏繞方式進行纏繞。
如果定子線圈114為分布纏繞，則對于弱磁場控制非常有益，另外，對磁阻轉矩的產生也很有益。作為EPS電動機來說，電動機的小型化與線圈阻抗的降低非常重要。通過讓定子線圈114為集中纏繞，能夠縮短定子線圈114的線圈終端部長度。通過這樣，能夠縮短EPS電動機100的旋轉軸方向的長度。另外，由于能夠縮短定子線圈114的線圈終端部的長度，因此能夠減小定子線圈114的電阻，抑制電動機的溫度上升。另外，由于能夠降低線圈電阻，因此能夠減小線圈的銅損。所以，能夠讓對電動機的輸入能量內，銅損所消耗的比率較小，從而能夠提高輸出轉矩比輸入能量的效率。
另外，在EPS電動機設置在駕駛桿附近的情況下，以及設置在齒條&小齒輪的附近等情況下，均要求小型化。另外，小型化了的構造中需要固定定子線圈，讓線圈作業較容易也很重要。與分布纏繞相比，集中纏繞的線圈作業、線圈的固定作業較容易。
定子線圈114的線圈終端部被鑄模。EPS電動機希望將齒槽轉矩等轉矩變動控制得非常小，在定子部組裝完成之后對定子內部再次進行切削加工。由于這樣的機械加工，產生了切削粉。必須防止該切削粉進入定子線圈的線圈終端部，從而優選線圈終端部的鑄模。線圈終端部是指，定子線圈114的多個部位中，從定子鐵心112的軸向兩端部向軸向突出的部位。另外，本實施例中，在覆蓋定子線圈114的線圈終端部的鑄模樹脂，與框架150之間設有空隙，但也可以填充到與框架150、前法蘭152F以及后法蘭152R相接觸的位置。這樣一來，定子線圈114的發熱，能夠從線圈終端部經鑄模樹脂直接傳遞給框架150、前法蘭152F以及后法蘭152R，釋放到外部，因此與經空氣進行熱傳遞的情況相比，能夠降低定子線圈114的溫度上升。
定子線圈114由U相、V相、W相這3相構成，分別由多個單位線圈構成。多個單位線圈如后面對照圖3所述，3相的各個相通過設置在圖示左側的連線環116連線。
EPS電動機需要有較大的轉矩。例如在車輛的行駛停止狀態或接近行駛停止的運行狀態下迅速旋轉方向盤(方向盤)，為了克服掌舵車輪與地面之間的摩擦阻力，要求上述電動機提供較大的轉矩。此時向定子線圈供給大電流。該電流因條件而不同，但會流動100A以上的電流。為了能夠安全供給這樣的大電流，另外還降低上述電流引起的發熱，使用連線環116非常重要。通過經上述連線環116向定子線圈供電，能夠減小連接電阻，還能夠抑制銅損所引起的電壓下降。通過這樣，能夠容易地供給大電流。另外，還具有讓伴隨著逆變器元件的動作的電流上升時間常數變小的效果。
定子鐵心112與定子線圈114，通過樹脂(具有電絕緣性的)鑄模為一體，一體形成從而構成定子的子組件(SubAssy)。該一體成形的子組件(SubAssy)，在壓入到鋁等金屬所形成的圓筒狀框架150的內側固定起來的狀態下，進行鑄模成形。另外，一體成形的定子子組件，也可以在定子線圈114組裝在定子鐵心112中的狀態下進行鑄模成形，之后再壓入到框架150內。
安裝在機動車中的EPS被作用各種振動。另外，還被施加來自車輪的沖擊。另外還在氣溫變化較大的狀態下使用。需要考慮攝氏負40度的狀態，另外，還需要考慮因溫度上升而變成100度以上。另外，電動機中不能進水。為了在該條件下將定子固定在磁軛150上，最好在筒狀框架的至少定子鐵心的外周部中不設置螺絲孔以外的孔，將定子部(子組件SubAssy)壓入在圓筒金屬中。另外，壓入之后可以進一步從框架的外周部進行螺絲固定。最好是壓入固定。
轉子130，具有層疊有硅鋼板的磁體所構成的轉子鐵心132、通過粘合劑固定在該轉子鐵心132的表面的多個作為永久磁鐵的磁鐵134、以及由設置在磁鐵134的外周的非磁體所構成的磁鐵罩136。磁鐵134是稀土類磁鐵，例如由釹制成。定子鐵心132固定在軸138上。轉子鐵心132的表面上通過粘合劑固定有多個磁鐵134，同時，其外周側被磁鐵罩136所覆蓋，通過這樣來防止磁鐵134的飛散。上述磁鐵罩136由不銹鋼(俗稱SUS)構成，但也可以纏繞帶子。不銹鋼這種方法的制造較容易。如上所述的EPS電動機，適于保持振動以及熱變化非常大，易破損的永久磁鐵。另外如上所述，即使破損也能夠防止飛散。
圓筒狀框架150的一方端部，設有前法蘭152F。框架150與前法蘭152F之間通過螺栓B1固定起來。另外。框架150的另一方端部，壓入有后法蘭152R。前法蘭152F以及后法蘭152R中，分別安裝有軸承154F、154R。通過這些軸承154F、154R，將軸138以及固定在該軸138上的定子110自由旋轉地支持起來。
前法蘭152F中形成有圓環狀的突出部(或延伸部)。前法蘭152F的突出部向軸向突出，從前法蘭152F的線圈終端部側的側面向線圈終端部側延伸。在將前法蘭152F固定在框架150中時，前法蘭152F的突出部的前端部，插入在前法蘭152F側的線圈終端部的鑄模材料與框架150之間所形成的空隙內。另外，為了提高線圈終端部的散熱，前法蘭152F的突出部，最好與前法蘭152F側的線圈終端部的鑄模材料緊密接觸。
后法蘭152R中設有圓筒狀的凹孔，后法蘭152R的凹孔與軸138的中心軸同心，比框架150的軸向端部深入軸向內側(定子鐵心112側)。后法蘭152R的凹孔的前端部，延伸到后法蘭152R側的線圈終端部的內徑側，在徑向上與后法蘭152R側的線圈終端部相面對。后法蘭152R的凹孔的前端部中保持有軸承154。軸138的后法蘭152R側的軸向端部，比軸承154更向外方(與轉子鐵心132相反的一側)延伸，一直達到后法蘭152R的凹孔的開口部附近或比開口部更加在軸向上向外突出的位置。
后法蘭152R的凹孔的內周面與軸138的外周面之間所形成的空間中，設有旋轉變壓器(resolver)156。旋轉變壓器156具有旋轉變壓器定子156S與旋轉變壓器轉子156R，位于比軸承154R靠近軸向外側(與轉子鐵心132相反的一側)處。旋轉變壓器轉子156R通過螺母N1固定在軸138的一方端部(圖示左側的端部)上。旋轉變壓器定子156S，通過由螺絲SC1將旋轉變壓器壓板156B固定在后法蘭152R上，而固定在后法蘭152R的凹孔的內周側，與旋轉變壓器轉子156R介有空隙相面對。由旋轉變壓器定子156S與旋轉變壓器轉子156R構成旋轉變壓器156，旋轉變壓器轉子156R的旋轉由旋轉變壓器定子156S檢測出來，通過這樣，能夠檢測出多個磁鐵134的位置。更具體的說，旋轉變壓器具有外周表面為凹凸狀(例如橢圓形狀或花瓣形狀)的旋轉變壓器轉子156R，與纏繞有兩個輸出用線圈(電氣錯開90°)以及勵磁用線圈的旋轉變壓器定子156S。如果給勵磁用線圈加載交流電，兩個輸出用線圈中，便產生具有與旋轉角度成正比的相位差的、對應于旋轉變壓器轉子156R與旋轉變壓器定子156S之間的空隙的長度變化的交流電壓。這樣，旋轉變壓器便能夠檢測出具有相位差的兩個輸出電壓。轉子130的磁極位置，可以通過根據所檢測出的兩個輸出電壓的相位差求出相位角來檢測出來。后法蘭152R的外周安裝有后座158，將旋轉變壓器156覆蓋起來。
從外部電池經電纜162，向通過連線環116所連接的U相、V相、W相的各相供電。電纜162通過索環164安裝在框架150上。由旋轉變壓器定子156S所檢測出的磁極位置信號，由信號線166取出到外部。信號線166通過索環(grommet)168安裝在后座158上。通過鑄模材料將連線環116與電纜1的一部分與線圈終端部一起鑄模起來。
下面對定子110以及轉子130的構成進行更加詳細的說明。
定子鐵心112，由圓環狀后鐵心112B，以及與該后鐵心112B分離構成的多個齒極112T構成。后鐵心112B，通過沖壓成形對硅鋼板等磁體薄板進行沖壓，并層疊起來而構成。
本實施例中，齒極112T由分別獨立的12個齒極112T(U1+)、112T(U1-)、112T(U2+)、112T(U2-)、112T(V1+)、112T(V1-)、112T(V2+)、112T(V2-)、112T(W1+)、112T(W1-)、112T(W2+)、112T(W2-)構成。各個齒極112T(U1+)，...，112T(W2-)中，通過集中纏繞纏繞有定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)、114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)、114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)。
這里，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U1-)，纏繞為使線圈中所流動的電流方向相反。定子線圈114(U2+)與定子線圈114(U2-)，也纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相反。另外，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U2+)，纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相同。定子線圈114(U1-)與定子線圈114(U2-)，也纏繞為讓線圈中所流動的電流方向相同。定子線圈114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)的電流方向的關系，以及定子線圈114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)的電流方向的關系，與U相的情況相同。
12個齒極112T以及定子線圈114通過同樣的方法進行制作，因此這里以齒極112T(U1+)以及定子線圈114(U1+)為例，對其裝配工序進行說明。定子線圈114(U1+)，是預先成形的成形線圈，成為纏繞在齒極112T(U1+)上的形狀。成為該成形線圈的定子線圈114(UI+)與線軸112BO一體成形。線軸112BO與所成形的定子線圈114(U1+)的-體物，從齒極112T(U1+)的后端側嵌入。齒極112T(U1+)的前端部，也即與轉子130相面對的側在圓周方向上擴大，因此線軸112BO與定子線圈114(U1+)，在該擴大部做為制動器而被卡定。齒極112T(U1+)的后端側，形成有與形成在后鐵心112B的內周側的凹部112BK相配合形狀的凸部112TT。纏繞有所成形的定子線圈114(U1+)的齒極112T(U1+)的凸部112TT，壓入到后鐵心112B的凹部112BK中，將齒極112T(U1+)固定在后鐵心112B中。對其他的齒極112T(U1-)，...，112T(W2-)，安裝定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)的工序，以及將齒極112T(U1-)，...，112T(W2-)固定在后鐵心112B中的工序也一樣。
后鐵心112B中，固定有安裝了定子鐵心114的12個齒極112T，在將后鐵心112B的外周側的多處壓入到框架150的內周側的狀態下，通過熱硬化樹脂MR將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形，構成定子子組件(SubAssy)。另外，本實施例中，對在將定子鐵心112中裝配有定子線圈114之后壓入到框架150的狀態下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形的情況進行了說明，但也可以在將定子線圈114裝配到定子鐵心112中的狀態下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模，之后再將定子鐵心112壓入到框架150中。
在通過鑄模材料進行鑄模成形時，將圖示省略的裝配架，安裝在定子鐵心112與框架150所構成的結構體中，使得定子鐵心112以及從定子鐵心112的軸向端部向軸向突出的定子線圈114的線圈終端部，被圖示省略的裝配架與框架150所包圍，在圖示省略的裝配架與框架150的包圍中注入流體狀鑄模材料，在線圈終端部、定子鐵心112的空隙、定子線圈114的空隙、定子鐵心112與定子線圈114之間的空隙、以及定子鐵心112與框架150之間的空隙間，填充鑄模材料，讓鑄模材料固化，一旦鑄模材料固化，便取下圖示省略的裝配架。
在鑄模成形的定子子組件的內周面，也即齒極112T(U1+)，...，112T(W2-)的前端部與轉子130在徑向上相面對的面側，實施切削加工。通過這樣，降低定子110與轉子130之間的間隙的偏差，進一步提高定子110的內徑圓度。另外，通過鑄模成形進行一體化，與不進行鑄模的情況相比，能夠提高因給定子線圈114通電所產生的熱的散熱性能。另外，通過鑄模成形，還能夠防止定子線圈或齒極的振動。
例如，在轉子130的轉子鐵心的外周，與定子110的齒極的內周之間的間隙為3mm(3000μm)時，由于后鐵心112B的制作誤差、齒極112T的制作誤差、定子鐵心112B與齒極112T壓入組裝時的組裝誤差等，內徑圓度產生為±30μm程度。由于該圓度相當于間隙的1％(＝30μm/3000μm)，因此因該內徑圓度而產生齒槽轉矩。但是，在鑄模成形之后，通過對內徑進行切削加工，能夠降低基于內徑圓度的齒槽轉矩。通過降低齒槽轉矩，能夠提高轉向的掌舵感。
框架150的內側形成有凸部150T。后鐵心112B的外周部形成有與凸部150T相對應的凹部112BO2。詳細的狀況如圖2(B)所示。凸部150T與凹部112BO2構成具有互不相同的曲率而相卡定的卡定部IP，在軸向上連續形成，且在周向上隔開間隔設有8個。卡定部兼作壓入部。也即，在框架150中固定定子鐵心112的情況下，將后鐵心112B的凹部112BO2壓入到框架150的凸部150T中，使得框架150的凸部150T的突端面與凹部112BO2的底面壓接起來。這樣，本實施例中通過部分壓入在框架中固定定子鐵心112。通過該壓入，框架150與定子鐵心112之間形成細微的空隙。本實施例中，在通過鑄模材料MR鑄模定子鐵心112與定子線圈114時，同時在框架150與定子鐵心112之間形成的空隙中填充鑄模材料RM。另外，卡定部兼作用來防止定子鐵心112在周向上相對框架150旋轉的旋轉止動部。
這樣，本實施例中，由于定子鐵心112部分壓入在框架150中，因此能夠加大框架150與定子鐵心112之間的滑動并減小剛性。通過這樣，本實施例中，能夠提高框架150與定子鐵心112之間的噪音衰減效果。另外，本實施例中，由于在框架150與定子鐵心112之間的空隙中填充鑄模材料，因此能夠進一步提高噪音的衰減效果。
另外，也可以讓凸部150T與凹部112BO2不接觸，二者只用作旋轉止動，將后鐵心112B的外周面壓入到該凸部150T與凹部112BO2部分以外的框架150的內周面中。
另外，定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)，相對定子110的中心設置在對稱位置上。也即，定子線圈114(U1+)與114(U1-)相鄰設置，另外，定子線圈114(U2+)與114(U2-)也相鄰設置。另外，定子線圈114(U1+)、114(U1-)，與定子線圈114(U2+)、114(U2-)相對定子110的中心線對稱設置。也即，定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U2+)，相對通過軸138的中心的虛線C-C線對稱設置，另外，定子線圈114(U1-)與定子線圈114(U2-)，也線對稱設置。
定子線圈114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)也同樣線對稱設置，定子線圈114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)也同樣線對稱設置。
另外，同相的相鄰定子線圈114通過1根線連續纏繞。也即，定子線圈114(U1+)與114(U1-)，通過1根線連續纏繞構成兩個纏繞線圈，分別插入到齒極中，成為纏繞在齒極上的結構。定子線圈114(U2+)與114(U2-)也通過1根線連續纏繞。定子線圈114(V1+)與114(V1-)、定子線圈114(V2+)與114(V2-)、定子線圈114(W1+)與114(W1-)、定子線圈114(W2+)與114(W2-)，也分別通過1根線纏繞。
如果采用這樣的線對稱配置，用1根線纏繞相鄰的兩個同相線圈，如后面對照圖12所述，各個相之間或異相之間在通過連線環連線時，能夠簡化連線環的構成。
轉子130，具有磁體制成的轉子鐵心132、通過粘合劑固定在該轉子鐵心132的表面上的10個磁鐵134(134A、134B、134C、134D、134E、134F、134G、134H、134I、134J)、以及設置在磁鐵134的外周的磁鐵罩136。轉子鐵心132固定在軸138上。
磁鐵134如果使其表面側(與定子的齒極112T相面對側)為N極，便在半徑方向磁化，使其內面側(與轉子鐵心132相接觸側)為S極。另外，磁鐵134如果使其表面側(與定子的齒極112T相面對側)為S極，便在半徑方向磁化，使其內面側(與轉子鐵心132相接觸側)為N極。這樣，相鄰的磁鐵134便被磁化為讓所磁化的極性在周向上交互。例如，如果磁鐵134A的表面側被磁化為N極，則相鄰的磁鐵134B、134J的表面側被磁化為S極。也即，在磁鐵134A、134C、134E、134G、134I的表面側被磁化為N極的情況下，磁鐵134B、134D、134F、134G、134J的表面側被磁化為S極。
另外，磁鐵134的剖面形狀分別為半圓錐形狀。半圓錐形狀是指在周向上，左右半徑方向的厚度，比中央半徑方向的厚度薄的構造。通過采用這樣的半圓錐形狀，能夠讓磁通量分布為正弦波狀，讓因EPS電動機旋轉所產生的激勵電壓波形為正弦波狀，降低脈動成分。通過減小脈動成分，能夠提高轉向的掌舵感。另外，在環狀的磁體中磁化構成磁鐵時，可以通過控制磁化力，讓磁通量分布接近正弦波狀。
轉子鐵心132中，在同心圓上形成有大直徑的10個貫通孔132H，與出現在其內側的小直徑的5個凹孔132K。轉子鐵心132通過壓力機成形對SUS等磁體的薄板進行沖壓，并將其層疊起來而構成。凹孔132K，通過在沖壓成形時卷曲薄板來形成。在層疊多個薄板時，將該凹孔132K互相嵌合進行定位。貫通孔132H用來降低慣性，通過該132H孔能夠提高轉子的平衡性。磁鐵134的外周側被磁鐵罩136所覆蓋，防止磁鐵134的飛散。另外，后鐵心112B與轉子鐵心132，由同一個薄板同時進行沖壓加工來成形。
如上所述，本實施例的轉子130，具有10個磁鐵134，為10極。另外，如前所述，齒極112T為12個，相鄰的齒極之間所形成的槽數為12個。也即，本實施例的EPS電動機，為10極12槽的表面磁鐵型同步電動機。
這里對照圖9，對AC電動機中的極數P與槽數S之間的關系進行說明。
圖9中，畫了橫線陰影的組合，是3相AC電動機(無刷電動機)所取的極數P與槽數S的組合。也即，3相AC電動機，成立2極3槽、4極3槽、4極6槽、6極9槽、8極6槽、8極9槽、8極12槽、10極9槽、10極12槽、10極15槽的組合。其中，畫了左斜線與右斜線的組合10極12槽為本實施例的電動機的極數與槽數。另外，關于畫了左斜線的8極9槽與10極9槽將在后面說明。另外，圖1所示的EPS電動機是外徑為85φ的小型電動機，這樣的小型電動機中，無法實現極數N為12以上的電動機，因此圖示省略。
這里，2極3槽、4極3槽、4極6槽、6極9槽、8極6槽、8極12槽、10極15槽的電動機，其特性近似，這里以6極9槽的電動機為代表進行說明。
相對6極9槽的AC電動機，本實施例的10極12槽的電動機，能夠提高磁鐵磁通量的利用率。也即，6極9槽的AC電動機中的線圈系數(線圈的利用率)kw為0.87，傾斜系數(skew)ks為0.96，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.83’。另外，本實施例的10極12槽的電動機中，線圈系數kw為0.93，傾斜系數ks為0.99，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.92’。所以，本實施例的10極12槽電動機中，能夠提高磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)。
另外，由于齒槽轉矩的周期為極數P與槽數S的最小公倍數，因此6極9槽的AC電動機中的齒槽轉矩的周期為‘18’，而本實施例的10極12槽電動機中能夠達到‘60’，因此能夠降低齒槽轉矩。
另外，還能夠降低內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩。也即，如果設6極9槽的AC電動機中的內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩為‘3.7’，本實施例的10極12槽的電動機中便能夠達到‘2.4’，因此能夠降低內徑圓度所引起的齒槽轉矩。另外，本實施例中，對鑄模成形的定子子組件的內徑進行切削加工，提高了內徑圓度，結果是能夠進一步降低內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩。
這里，對照圖10對本實施例的電動動力轉向用電動機中的齒槽轉矩的實測值進行說明。
圖10(A)示出了對角度(機械角度)為0～360°的范圍所實測的齒槽轉矩(mNm)。圖10(B)示出了將圖10(A)中所示的齒槽轉矩的高次諧波成分在各個時間次數中分別分離時的幅度值(mNm)的測定圖。
時間次數‘60’如前所述，是10極12槽的電動機中的齒槽轉矩的周期，所產生的齒槽轉矩幾乎為0。時間次數‘12’是10極的磁鐵的磁場力的偏差所引起的。磁鐵如上所述使用半圓錐形的磁鐵，通過這樣磁場力的偏差所引起的齒槽轉矩也能夠降低到1.4。時間次數‘10’是12槽的定子的各個齒極的偏差所引起的。通過鑄模成形后的切削加工提高內徑圓度的結果是，能夠將齒極的偏差所引起的齒槽轉矩也降低到2.6。
時間次數‘0’如前所述，為DC成分，是所謂的損耗轉矩(轉數幾乎為0時所產生的摩擦轉矩)。由于損耗轉矩也能夠降低到26.3mNm，因此即使在手離開轉向裝置的情況下，相對于讓轉向裝置回到直行方向的復原力，損耗轉矩這一方也較小，因此提高了轉向裝置的復原性。
如上所述，各個齒槽轉矩成分的降低結果如圖10(A)所示，能夠將齒槽轉矩降低到9mNm。由于EPS電動機的最大轉矩為4.5mNm，因此能夠將齒槽轉矩降低到0.2％(＝9mNm/4.5Nm)(額定的3/1000以下)。另外，損耗轉矩也能夠降低到0.57％(＝26.3mNm/4.5Nm)。
相鄰的齒極112T中，齒極112T的前端(面對轉子130側)的擴大部的間隔W1(例如齒極112T(U1-)與齒極112T(W1-)的前端擴大部的間隔W1(周向中最接近的部位的周向間隔))，為1mm。這樣，通過讓齒極的間隔較為狹窄，能夠降低齒槽轉矩。并且，即使給電動機作用振動，由于定子線圈114的線形比間隔W1粗，因此能夠防止定子線圈114從齒極之間脫落到轉子側。相鄰齒極的間隔W1，最好為定子線圈114的線徑以下的0.5mm～1.5mm。這樣，本實施例中，相鄰齒極的間隔W1，被設為定子線圈114的線徑以下。
圖11中示出了本實施例的電動動力轉向用電動機中的定子線圈的連線關系。圖12中示出了本實施例的電動動力轉向用電動機中的定子線圈的連線狀態。
圖11中，線圈U1+表示圖8中所示的定子線圈112T(U1+)。線圈U1-、U2+、U2-、V1+、V1-、V2+、V2-、W1+、W1-、W2+、W2-，也分別表示圖8中所示的定子線圈112T(U1-)，...，112T(W2-)。
本實施例的定子線圈，將U相、V相、W相連線成三角形(△)。另外，各個相分別構成并聯電路。也即，如果從U相看，線圈U2+與線圈U2-的串聯電路，并聯在線圈U1+與線圈U1-的串聯電路上。這里，線圈U1+與線圈U1-如前所述，由1根線連續纏繞構成線圈。另外，V相與W相也相同。
連線方法雖然也可以采用星形連線，但通過采用三角形連線，與星形連線相比，能夠降低端子電壓。例如，在設U相的串并聯電路的兩端電壓為E時，端子電壓為E，而星形連線中為 由于能夠降低端子電壓，因此能夠增大線圈的轉數，使用線徑較細的線。另外，通過采用并聯電路，與4線圈串聯的情況相比，由于能夠減小各個線圈中流動的電流這一點，從而能夠使用線徑較細的線，因此能夠提高占有體積率，另外彎曲容易，制作性良好。
如圖11所示，線圈U1-、U2-、V1+、V2+，通過連線環CR(UV)相連接。線圈V1-、V2-、W1+、W2+，通過連線環CR(VW)相連接。線圈U1+、U2+、W1-、W2-，通過連線環CR(UW)相連接。如果如上進行連線，就能夠得到3相三角形連線。
這里，如圖12所示，使用3個連線環CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)。連線環CR(LTV)、CR(VW)、CR(UW)為了能夠流通大電流，而將母線式的連線板加工成圓弧狀進行使用。各個連線環具有同一形狀。例如，連線環CR(UV)為小半徑的圓弧與大半徑的圓弧相連接的形狀。其他連線環CR(VW)、CR(UW)也為相同結構。這些連線環CR(UV)、CR(VW)、CR(UW)，在周向上錯開120度的狀態下，由固定器所保持。連線環CR與固定器H1、H2、H3，與線圈終端部一起由鑄模材料進行鑄模。
另外，圖12中，定子線圈終端部T(U1+)，為纏繞在齒極112T(U1+)上的定子線圈114(U1+)的一方端部。定子線圈終端部T(U1-)，為纏繞在齒極112T(U1-)上的定子線圈114(U1-)的一方端部。定子線圈114(U1+)與定子線圈114(U1-)如前所述，通過1根線連續形成線圈，因此對應兩個線圈114(U1+)、114(U1-)，存在兩個端部T(U1+)、T(U1-)。定子線圈終端部T(U2+)、T(U2-)、T(V1+)、T(V1-)、T(V2+)、T(V2-)、T(W1+)、T(W1-)、T(W2+)、T(W2-)，分別為定子線圈(U2+)，...，(W2-)的一方端部。
定子線圈終端部T(U1-)、T(U2-)、T(V1+)、T(V2+)通過連線環CR(UV)相連接，通過這樣，進行基于圖11所示的線圈U1-、U2-、V1+、V2+的連線環CR(UV)的連接。定子線圈終端部T(V1-)、T(V2-)、T(W1+)、T(W2+)通過連線環CR(VW)相連接，通過這樣，進行基于圖11所示的線圈V1-、V2-、W1+、W2+的連線環CR(VW)的連接。定子線圈終端部T(W1-)、T(W2-)、T(U1+)、T(U2+)通過連線環CR(UW)相連接，通過這樣，進行基于圖11所示的線圈U1+、U2+、W1-、W2-的連線環CR(UW)的連接。
圖13中示出了本實施例的EPS系統中使用的EPS電動機的定子110的另一構成例。另外，與圖8相同的符號表示同一部分。
圖8所示的定子110中，定子鐵心112由圓環狀后鐵心112B，以及與該后鐵心112B分離構成的多個齒極112T構成。與此相對，本例中由12個T形齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)、112B(U1-)、112B(U2+)、112B(U2-)、112B(V1+)、112B(V1-)、112B(V2+)、112B(V2-)、112B(W1+)、112B(W1-)、112B(W2+)、112B(W2-)構成。也即，圖8中的圓環狀后鐵心112B為在周向上分成12份的形狀。另外，是成為該分割過的后鐵心的部分中，分別一體形成有齒極的形狀。齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)，...，112B(W2-)，分別通過對硅鋼板等磁體的薄板由沖壓成形進行沖壓，并將其層疊起來構成。另外，轉子130的構成與圖8相同。
齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)，...，112B(W2-)的齒極部中，與圖8一樣，在各個獨立的12齒極112T(U1-)，...，112T(W2-)中，通過集中纏繞纏繞有定子線圈114(U1+)、114(U1-)、114(U2+)、114(U2-)、114(V1+)、114(V1-)、114(V2+)、114(V2-)、114(W1+)、114(W1-)、114(W2+)、114(W2-)。定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)的纏繞方向等與圖8相同。
在齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)，...，112B(W2-)中，分別纏繞定子線圈114(U1-)，...，114(W2-)。接下來，壓入與形成在齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)，...，112B(W2-)的周向的端面中的凹部嵌合形狀的凸部，完成定子110的組裝。接下來，在將后鐵心112B的外周側的多處壓入到框架150的內周側的狀態下，通過熱硬化樹脂MR將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形，構成定子子組件。另外，本實施例中，對在將定子鐵心112中裝配有定子線圈114之后壓入到框架150的狀態下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模成形的情況進行了說明，但也可以在將定子線圈114裝配到定子鐵心112中的狀態下，將定子鐵心112與定子線圈114一體鑄模，之后再將定子鐵心112壓入到框架150中。
在通過鑄模材料進行鑄模成形時，將圖示省略的裝配架，安裝在定子鐵心112與框架150所構成的結構體中，使得定子鐵心112以及從定子鐵心112的軸向端部向軸向突出的定子線圈114的線圈終端部，被圖示省略的裝配架與框架150所包圍，在圖示省略的裝配架與框架150的包圍中注入流體狀鑄模材料，在線圈終端部、定子鐵心112的空隙、定子線圈114的空隙、定子鐵心112與定子線圈114之間的空隙、以及定子鐵心112與框架150之間的空隙間，填充鑄模材料，讓鑄模材料固化，一旦鑄模材料固化，便取下圖示省略的裝配架。
在鑄模成形的定子子組件的內周面，也即齒極一體型分割后鐵心112B(U1+)，...，112W(W2-)的齒極部的前端部與轉子130在徑向上相面對的面側，實施切削加工。通過這樣，降低定子110與轉子130之間的間隙的偏差，進一步提高定子110的內徑圓度。另外，通過鑄模成形進行一體化，與不進行鑄模的情況相比，能夠提高因給定子線圈114通電所產生的熱的散熱性能。另外，通過鑄模成形，還能夠防止定子線圈或齒極的振動。另外，在鑄模成形后切削內徑，通過這樣能夠降低基于內徑圓度的齒槽轉矩。通過降低齒槽轉矩，能夠提高轉向裝置的掌舵感。
框架150的內側形成有凸部150T。后鐵心112B的外周部形成有與凸部150T相對應的凹部112BO2。凸部150T與凹部112BO2構成具有互不相同的曲率而相卡定的卡定部IP，在軸向上連續形成，且在周向上隔開間隔設有8個。卡定部兼作壓入部。也即，在框架150中固定定子鐵心112的情況下，將后鐵心112B的凹部112BO2壓入到框架150的凸部150T中，使得框架150的凸部150T的突端面與凹部112BO2的底面壓接起來。這樣，本實施例中通過部分壓入在框架中固定定子鐵心112。通過該壓入，框架150與定子鐵心112之間形成細微的空隙。本實施例中，在通過鑄模材料MR鑄模定子鐵心112與定子線圈114時，同時在框架150與定子鐵心112之間形成的空隙中填充鑄模材料RM。另外，卡定部兼作用來防止定子鐵心112在周向上相對框架150旋轉的旋轉止動部。
這樣，本實施例中，由于定子鐵心112部分壓入在框架150中，因此能夠加大框架150與定子鐵心112之間的滑動并減小剛性。通過這樣，本實施例中，能夠提高框架150與定子鐵心112之間的噪音的衰減效果。另外，本實施例中，由于在框架150與定子鐵心112之間的空隙中填充鑄模材料，因此能夠進一步提高噪音的衰減效果。
另外，也可以讓凸部150T與凹部112BO2不接觸，二者只用作旋轉止動，將后鐵心112B的外周面壓入到該凸部150T與凹部112BO2部分以外的框架150的內周面中。
另外，以上的說明是關于10極12槽的EPS電動機的，接下來便對圖9中所示的畫有左斜線的8極9槽與10極9槽的EPS電動機進行說明。
相對6極9槽的AC電動機，8極9槽與10極9槽的電動機，能夠提高磁鐵磁通量的利用率。也即，6極9槽的AC電動機中的磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)，如前所述為‘0.83’。另外，8極9槽與10極9槽的電動機中，線圈系數kw為0.95，傾斜系數ks為1.00，因此磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)為‘0.94’。所以，本實施例的8極9槽與10極9槽電動機中，能夠提高磁鐵磁通量的利用率(kw·ks)。
另外，由于齒槽轉矩的周期為極數P與槽數S的最小公倍數，因此6極9槽的AC電動機中的齒槽轉矩的周期為‘18’，而8極9槽與10極9槽電動機中能夠達到‘72’，因此能夠降低齒槽轉矩。
另外，還能夠降低內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩。也即，如果設6極9槽的AC電動機中的內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩為‘3.7’，8極9槽與10極9槽的電動機中便能夠達到‘1.4’，因此能夠降低內徑圓度所引起的齒槽轉矩。進而，對鑄模成形的定子子組件的內徑進行切削加工，提高內徑圓度的結果是，能夠進一步降低內徑圓度的誤差所引起的齒槽轉矩。
另外，8極9槽與10極9槽的電動機中，不能夠采用如圖11所述的10極12槽的EPS電動機所示，例如，如果從U相看，將線圈U2+與線圈U2-的串聯電路，并聯在線圈U1+與線圈U1-的串聯電路上的構成，而必須將線圈U1+、線圈U1-、線圈U2+、線圈U2-串聯起來。
接下來，對照圖14至圖21，對本實施例的EPS系統中使用的控制裝置(逆變裝置)進行說明。
圖20中示出了本實施例的EPS系統中使用的控制裝置(逆變器裝置)的電路結構。
電動機控制裝置200具有功率模塊210、控制模塊220以及導體模塊230。
導體模塊230中，通過鑄模一體成形有作為電纜的母線130B。圖中，粗實線部分表示母線。導體模塊230中，共模濾波器CF、正常濾波器NF、電容器CC1、CC2、繼電器RY1，如圖所示連接在用來連接作為電源的電池BA與功率模塊210的IGBT等半導體開關元件SSW的連接端子的母線上。
另外，圖中的雙圓點所表示的部分，表示焊接連接部。例如，共模濾波器CF的4個端子，通過焊接連接在母線的端子上。另外，正常濾波器NF的兩個端子、電容器CC1、CC2各自的兩個端子、以及繼電器RY1的兩個端子，也分別通過焊接連接在母線(busbar)的端子上。共模濾波器CF以及正常濾波器NF，用來防止射頻噪聲。
另外，從功率模塊210向電動機100供給電動機電流的布線也使用母線。繼電器RY2、RY3，分別通過焊接連接在從功率模塊210至電動機100的母線布線中。繼電器RY1、RY2、RY3，用作在電動機異常時，或控制模塊異常時等情況下，切斷對電動機的供電的故障保險。
控制模塊220具有CPU222以及驅動電路224。CPU222根據轉矩傳感器TS所檢測出的轉矩，或旋轉變壓器156所檢測出的電動機100的旋轉位置，將對功率模塊210的半導體開關元件SSW進行通斷控制的控制信號，輸出給驅動電路224。驅動電路224根據CPU222所供給的控制信號，對功率模塊210的半導體開關元件SSW進行通斷驅動。從功率模塊210向電動機供給的電動機電流，通過電動機電流檢測電阻(并聯電阻)DR1、DR2檢測出來，由放大器AP1、AP2分別放大之后，輸入給CPU222。CPU222進行反饋控制使得電動機電流變為目標值。CPU222通過CAN等與外部發動機控制單元ECU等相連接，進行信息交換。
這里，圖中的△標記表示使用引線框通過軟釬焊接連接起來的部分。采用通過使用引線框來緩和應力的構造。關于引線框的形狀，將在后面對照圖15進行說明。控制模塊220與功率模塊210或導體模塊230之間的電連接部，采用使用引線框的軟釬焊接連接。
功率模塊210，具有IGBT等6個半導體開關元件SSW。半導體開關元件SSW，在3相(U相、V相、W相)的每一個中，分別與上臂與下臂串聯。這里，圖中×標記表示通過引線鍵合連接起來的電連接部。也即，雖然從功率模塊210經導體模塊230的母線向電動機100供電，但該電流例如是100A的大電流。因此，作為能夠流通大電流，且能夠緩和應力的構造，采用引線鍵合進行連接。關于其詳細內容將在后面對照圖16進行說明。另外，對半導體開關元件SSW的電源供給線以及地線，也通過引線鍵合相連接。
圖14、圖15為說明本實施例的EPS系統中使用的控制裝置(逆變裝置)的全體構成的圖，示出了使用圖20中所示的電路結構的實際物理結構。
如圖14所示，電動機控制裝置200，具有功率模塊210、控制模塊220、導體模塊230、外殼240、以及密封蓋250。
功率模塊210，在金屬基板上介有絕緣物形成由布線圖形，其上安裝有對照圖22所說明的MOSFET(場效應晶體管)等半導體開關元件SSW。功率模塊210中，通過軟釬焊接固定有多個引線框210LF的一端。引線框210LF，用來電連接功率模塊210與控制模塊220。
控制模塊220，在PCB基板上安裝有CPU以及驅動電路等。圖示的狀態下，在基板的下側面中，安裝有CPU以及驅動電路等。另外，控制模塊220中安裝有信號連接器220C。
導體模塊230中，通過鑄模一體成形有成為電纜的母線230B，同時，還一體成形有作為向電動機供給電動機電流的端子的電動機連接器230SC，或被電池供電的電源連接器230PC。另外，導體模塊230中，預先安裝有繼電器·線圈·電容器等部件230P。部件230P的端子與母線230B之間，通過TIG焊接(電弧焊接)固定起來。
外殼為鋁制成。在組裝時，將功率模塊210與導體模塊230，分別通過螺絲固定在外殼240中。接下來，將控制模塊220一樣通過螺絲固定在功率模塊220與導體模塊230的上方位置上。之后，將引線框210LF的多端焊接在控制模塊220的端子上。最后，通過螺絲固定密封蓋250，這樣便制造出電動機控制裝置200。
導體模塊230，如圖15所示，鑄模成形有多個母線BB1、BB2、BB3、BB4、BB5、BB6、BB7。母線的端子，與圖11中所說明的共模濾波器CF、正常濾波器NF、電容器CC1、CC2、繼電器RY1、RY2、RY3等電氣部件的端子，通過焊接相連接。
功率模塊210中，安裝有多個半導體開關元件SSW。功率模塊210與導體模塊230之間，在5處通過引線鍵合WB1、WB2、WB3、WB4、WB5電連接。對于1個引線鍵合WB1來說，例如并聯有直徑500μm的鋁線。
功率模塊210與導體模塊230，在同一個平面上相面對配置。也即，功率模塊210設置在外殼240的一側，導體模塊230設置在外殼240的另一側。所以，能夠容易地進行引線鍵合作業。
圖16為說明本實施例的EPS系統中所使用的控制裝置的導體模塊的構成的圖，顯示了從底面側所看到的狀態。
導體模塊230通過鑄模成形，預先形成有用來插入共模濾波器CF、正常濾波器NF、電容器CC1、CC2、繼電器RY1、RY2、RY3等電氣部件的孔。在這些位置中設置電氣部件，在圖示的底面側，將電氣部件的端子與母線的端子焊接連接起來。
圖17示出了圖15的X1-X1處箭頭方向剖視面。
鋁外殼240的內部底面中，分別螺絲固定有功率模塊210與導體模塊230。導體模塊230如圖20所示，設置各個電氣部件，在與母線焊接在一起的狀態下成為一體模塊，通過螺絲進行固定。之后，將功率模塊210與導體模塊230的電連接部，通過引線鍵合WB連接起來。
功率模塊210中，通過軟釬焊接固定有引線框LF的下端。在該狀態下，在其上放置控制模塊220，通過軟釬焊接將引線框LF的多端固定在控制模塊220的端子上。控制模塊220，通過螺絲固定在外殼240上。之后，將密封蓋250螺絲固定在外殼240的上端。
圖18中示出了功率模塊與導體模塊之間的連接部的詳細結構。
功率模塊210，安裝有半導體開關元件SSW，為了散熱而使用金屬基板MP(例如鋁(Al)或銅(Cu))。金屬基板MP與外殼240之間，介有熱傳導潤滑脂HCG，成為將半導體開關元件SSW中所產生的熱，經金屬基板MP-熱傳導潤滑脂HCG，從鋁制外殼240進行散熱的構造。金屬基板MP上，經絕緣膜IM形成有布線圖形WP。絕緣膜IM使用低彈性絕緣層。布線圖形WP，通過蝕刻對厚175μm的銅(Cu)箔進行構圖。布線圖形WP上，形成有與導體模塊230之間的電連接所使用的鋁焊盤PD。鋁焊盤的內側形成有鍍鎳膜。
另外，導體模塊230中，鑄模成形有母線BB。母線BB的端部中，與功率模塊210之間的連接部的表面中形成有鍍鎳膜。
之后，在功率模塊210的母線BB與導體模塊230的鋁焊盤PD之間，由鋁引線通過引線鍵合WB進行連接。
如上所述，由于使用金屬基板作為導體模塊230的基板，因此線膨脹系數較大，由于伴隨著導體模塊230的溫度變化，反復膨脹收縮，因此與功率模塊210之間的電連接部中被作用應力。由于功率模塊210與導體模塊230之間流通大電流(例如100A以上)，使用母線這樣的導體進行連接很理想，但這樣一來，有可能會發生熱應力所引起的接合部的剝離。與此相對，本實施例中通過使用易于進行可逆變化的鋁線，導體模塊230的熱變形被鋁線所吸收，能夠防止給電連接部作用應力，從而能夠得到無應力效果。但是，為了能夠流通大電流，鋁線例如由直徑500μm的5根線并聯而成。
布線圖形，通過蝕刻厚175μm的銅(Cu)箔構圖而成，例如通過使用厚105μm～200μm范圍者，能夠減小阻抗值，即使流通大電流，也能夠減小發熱量。另外，更為理想的是，布線圖形使用厚145μm～175μm范圍。通過采用145μm以上的厚度，相對105μm的情況，能夠減小電阻值，從而減小對大電流的發熱量。另外，在通過蝕刻厚200μm的銅箔進行構圖的情況下，圖形間距變大，有時候無法載置小芯片電阻器或芯片電容器，但通過采用175μm以下的厚度，即使是小芯片部件也能夠使用。
圖19中示出了功率模塊與控制模塊之間的基于引線框的連接部的詳細構造。
功率模塊210與控制模塊220之間，通過引線框LF相連接。引線框LF例如使用厚0.15mm的黃銅板材，其形狀如圖所示，在中間具有曲折部。如上所述，功率模塊210的基板使用金屬基板MP，因此為了防止熱應力對功率模塊210與控制模塊220的電連接部作用熱應力，使用上述引線框LF。功率模塊210與引線框LF的一端軟釬焊接在一起，控制模塊220的與引線框LF的另一端軟釬焊接在一起。通過這樣的構造，能夠讓信號線連接無應力。
圖21中示出了本實施例的EPS系統的控制裝置(逆變裝置)的另一構成例。
本實施例的構造基本與圖14、圖15中所示的相同。另外，電路結構與圖20中所示的相同。
圖21中，示出了外殼240中安裝了功率模塊210與導體模塊230A，而未安裝控制模塊220的狀態。
本例中，導體模塊230A的形狀，與圖16中所示的導體模塊230多少有些不同。也即，圖16的導體模塊230的平面形狀為長方形，與此相對，導體模塊230A為L形。另外，在符號Y1部中，將電解電容器或陶瓷電容器的端子，通過焊接連接固定在母線上。另一符號Y2部中，與圖16一樣，將繼電器、正常濾波器、共模濾波器的端子，通過TIG焊接(電弧焊接)，連接固定在母線上。
如上所述，本實施例中，通過焊接進行功率模塊210與導體模塊230之間的連接，通過軟釬焊接進行控制模塊220與功率模塊210之間的連接。通過這樣，在流通大電流的部分中進行焊接，能夠防止軟釬焊接的情況下的融解，提高可靠性。另外，其他部位進行軟釬焊接，通過這樣能夠提高制造性。
另外，功率模塊210與導體模塊230之間的連接，通過引線鍵合來連接，通過這樣，能夠緩和對大電流線的應力，另外，通過并聯多根引線，還能夠流通大電流。
另外，功率模塊210與導體模塊230在同一平面上相面對配置。也即，功率模塊210設置的外殼240的一側，導體模塊230設置在外殼的另一側。所以能夠容易地進行引線鍵合作業。
權利要求
1.一種電動動力轉向用電動機，在這種以薄板帶狀的正極板與薄板帶狀的負極板之間介有帶狀隔膜之后對其進行卷繞所形成的極板組，浸漬在電解液中的鉛電池作為電源，從用來將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來；上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用于將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給上述定子線圈所對應的上述相線圈。
2.如權利要求1所述的電動動力轉向用電動機，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
3.一種電動動力轉向用電動機，在這種以薄板帶狀的正極板與薄板帶狀的負極板之間介有帶狀隔膜之后卷繞所形成的極板組，浸漬在電解液中的鉛電池作為電源，從用來將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
4.一種電動動力轉向用電動機，在這種以鉛電池作為電源，該鉛電池中，構成浸漬在電解液中的螺旋狀極板組的正極板的面積為1500～15000cm2，將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3，自將該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來，上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用來將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給上述定子線圈所對應的上述相線圈。
5.如權利要求4所述的電動動力轉向用電動機，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
6.一種電動動力轉向用電動機，在這種以鉛電池作為電源，該鉛電池中，構成浸漬在電解液中的螺旋狀極板組的正極板的面積為1500～15000cm2，將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3，自將該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
7.一種電動動力轉向用電動機，在這種以具有浸漬在電解液中的螺旋狀極板組，同時至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池作為電源，從用來將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來；上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用來將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給到上述定子線圈的對應上述相線圈。
8.如權利要求7所述的電動動力轉向用電動機，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
9.一種電動動力轉向用電動機，在這種以具有浸漬在電解液中的螺旋狀極板組，同時至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池作為電源，從將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電的電力變換裝置接收多相交流電的供給，輸出掌舵用電動力的電動動力轉向用電動機中，其特征在于，具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
10.一種電動動力轉向用逆變裝置，在以將薄板帶狀的正極板與薄板帶狀的負極板之間介有帶狀隔膜之后卷繞所形成的極板組，浸漬在電解液中的鉛電池作為電源，輸出掌舵用電動力的電動機中，將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電并輸出，驅動該電動機的這種電動動力轉向用逆變裝置中，其特征在于，具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊，上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件，上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
11.一種電動動力轉向用逆變裝置，在以鉛電池作為電源，該鉛電池中，構成浸漬在電解液中的螺旋狀極板組的正極板的面積為1500～15000cm2，將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3，輸出掌舵用電動力的電動機中，將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電并輸出，驅動該電動機的這種電動動力轉向用逆變裝置中，其特征在于，具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊，上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側，上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
12.一種電動動力轉向用逆變裝置，在以具有浸漬在電解液中的螺旋狀極板組，同時至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池作為電源，輸出掌舵用電動力的電動機中，將從該電源所得到的直流電變換成多相交流電并輸出，驅動該電動機的這種電動動力轉向用逆變裝置中，其特征在于，具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件，上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
13.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子；上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來，上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用來將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給到上述定子線圈的對應上述相線圈；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池，上述極板組具有形成為薄板帶狀的正極板；形成為薄板帶狀的負極板；以及設置在上述正極板與上述負極板之間的帶狀隔膜，同時卷繞成螺旋狀。
14.如權利要求13所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
15.如權利要求13所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
16.如權利要求15所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
17.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子；上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池，上述極板組具有形成為薄板帶狀的正極板；形成為薄板帶狀的負極板；以及設置在上述正極板與上述負極板之間的帶狀隔膜，同時卷繞成螺旋狀。
18.如權利要求17所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
19.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機，上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來，上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用來將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給到上述定子線圈的對應上述相線圈；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀；構成上述極板組的正極板的面積為1500～15000cm2；將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的上述正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3。
20.如權利要求19所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
21.如權利要求19所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
22.如權利要求21所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
23.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀；構成上述極板組的正極板的面積為1500～15000cm2；將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的上述正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3。
24.如權利要求23所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
25.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子；上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈；上述定子線圈，由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成，上述多個相線圈的線材端部，從上述定子線圈的軸向一側端部向軸向外側突出，每一相分別由連線部件電連接起來；上述連線部件，是與上述多個相線圈的線材端部相接合，將上述多個相線圈每一相電連接起來的板狀導體，用來將多相交流電導入給上述定子線圈的電纜，與上述定子線圈電連接，將上述電纜所供給的多相交流電供給到上述定子線圈的對應上述相線圈；上述直流電源是至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池；具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀。
26.如權利要求25所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
27.如權利要求25所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
28.如權利要求27所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述定子線圈，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成。
29.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述電動機具有定子；以及與該定子間隔空隙相面對配置的轉子，上述定子具有定子鐵心；以及組裝在該定子鐵心中的多相定子線圈，上述定子線圈，是由線材多次纏繞所形成的多個相線圈構成的，由上述多個相線圈每一相電連接而成的多個相線圈組，通過三角形連線電連接起來而構成；上述直流電源是至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池；具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀。
30.如權利要求29所述的電動動力轉向系統，其特征在于上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接。
31.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組具有形成為薄板帶狀的正極板；形成為薄板帶狀的負極板；以及設置在上述正極板與上述負極板之間的帶狀隔膜；同時卷繞成螺旋狀。
32.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接；上述直流電源是鉛電池，具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀；構成上述極板組的正極板的面積為1500～15000cm2；將電池的最大外形尺寸作為立方體進行估算的情況下的上述正極板的每單位體積的面積為1700～17000cm2/dm3。
33.一種電動動力轉向系統，其特征在于，具有直流電源；將該直流電源所供給的直流電變換成多相交流電的逆變裝置；以及從該逆變裝置接收多相交流電的供給，將掌舵用電動力輸出給轉向裝置的電動機；上述逆變裝置具有具有半導體開關元件的功率模塊；與該功率模塊電連接的控制模塊；以及與上述功率模塊電連接的導體模塊；上述功率模塊具有由上述半導體開關元件所構成的變換電路，同時，將從電源側所供給的直流電通過上述變換電路變換成多相交流電，輸出到電動機側；上述控制模塊，將用來驅動上述半導體開關元件的控制信號供給到上述功率模塊，控制上述變換電路的動作；上述導體模塊具有與上述變換電路電連接的板狀導體；以及與該板狀導體電連接的電路部件；上述板狀導體，形成有將電源側所供給的直流電導入給上述變換電路的電路；上述電路部件中，至少包含有濾波器以及電容器；包含有上述濾波器以及電容器的上述電路部件，具有用來連接上述板狀導體的端子；同時通過將上述端子焊接接合在上述板狀導體上，與上述板狀導體電連接；上述直流電源是至少在瞬時輸出100A的電流的情況下，也能夠輸出比12v大的電壓的鉛電池；具有將極板組浸漬在電解液中的單電池；上述極板組卷繞成螺旋狀。
全文摘要
一種電動動力轉向系統用電動機，以將薄板帶狀的正極板(21)與薄板帶狀的負極板(20)之間介有帶狀隔膜(22)之后對其卷繞所形成的極板組，浸漬在電解液中所形成的卷繞式鉛電池作為電動動力轉向系統的電源，電連接定子線圈(114)導入多相交流電的電纜(162)與定子線圈(114)的連線環(116)，使用板狀導體。從而提供一種高性能且高可靠性的電動動力轉向系統。
文檔編號H02M3/00GK1797902SQ20051009708
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者本棒享子, 酒井政則, 印南敏之, 美留町光明, 佐佐木昭二, 北村正司, 田島文男, 白川真司 申請人:株式會社日立制作所