JP6064479B2 - 制御装置および同装置を備えるモータユニット - Google Patents
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Description
(3)第3の手段は、請求項3に記載の発明すなわち、前記制御装置は、前記回路基板本体の内部において前記接続端子に対応する部分に位置する端子支持部材を有する請求項2に記載の制御装置であることを要旨とする。
本実施形態のモータユニット1は、電動パワーステアリング(以下、「EPS」)に適用されている。EPSは、運転者が操舵部材(図示略)を操作するときの操舵トルクを検出し、その操舵トルクに応じたアシストトルクが生じるようにモータユニット1の電動モータ1Aを制御する。本EPSは、操舵部材の回転をステアリングシャフト2を介してラックアンドピニオン機構(図示略)に伝達し、ラックシャフト(図示略)の往復動に変換する。
(A)ロータ10の回転中心軸(以下、「回転軸J」)に沿う方向を「軸方向ZA」とする。また、軸方向ZAに直交する方向を「径方向ZB」とする。また、ロータ10が回転する方向を「周方向ZC」とする。
(B)軸方向ZAにおいて、電動モータ1A、制御装置1Bおよび減速機1Cの順に通過する方向を「上方向ZA1」とする。また、軸方向ZAにおいて、減速機1C、制御装置1B、および電動モータ1Aの順に通過する方向を「下方向ZA2」とする。
(C)径方向ZBにおいて、回転軸Jに接近する方向を「内方向ZB1」とする。また、径方向ZBにおいて、回転軸Jから離間する方向を「外方向ZB2」とする。
ギヤハウジング110は、金属材料により形成されている。ギヤハウジング110は、シャフト収容部分111、ホイール収容部分112、側壁113、および取付部分114を有する。ギヤハウジング110においては、玉軸受130,131がシャフト収容部分111に取り付けられている。
図3(a)に示されるように、回路基板70は、回路基板本体71、6個のパワー素子72としての電界効果型トランジスタ(図3(b)参照)、11個の荷重受部材73(図3(b)参照)、3個の制御素子74、3個のバスバーコネクタ75、1個のレゾルバコネクタ76、4個の端子支持部材77、1個の外部コネクタ78(図2参照)、樹脂カバー部分79、およびセラミック部分80を有する。回路基板70は、6個のパワー素子72により電動モータ1A(図1参照)の駆動を制御するインバータ回路を構成し、制御素子74等の回路素子によりパワー素子72の動作を制御する制御回路を構成する。なおパワー素子72は「回路素子」に相当する。
層間接続部分71Eは、ビアホール、およびビアホール内に充填された導電ペーストにより形成されている。層間接続部分71Eは、回路基板本体71の各層の導体パターン71Cを互いに電気的に接続している。
荷重受部材73は、金属材料により形成されている。荷重受部材73は、円柱形状を有する。荷重受部材73は、回路基板本体71の内部において各パワー素子72の周囲に位置している。荷重受部材73は、一端が回路基板本体71の内部において背面71B側の端部に位置し、他端が回路基板本体71の内部においてパワー素子72よりも主面71A側に位置している。
モータユニット1の製造方法は、樹脂モールド工程、セラミック形成工程、基板接合工程、およびハウジング固定工程を有する。
セラミック形成工程において、エアロゾルデポジションにより支持壁部分115の下面115A上にセラミック部分80が形成される。
制御装置1Bは、第1の機能〜第3の機能を有する。第1の機能は、パワー素子72に過度の荷重が加えられることを抑制する機能を示す。第2の機能は、回路基板本体71が過度に変形することを抑制する機能を示す。第3の機能は、パワー素子72の外部への熱の移動量が増加する機能を示す。
図3(b)に示されるように、荷重受部材73は、回路基板本体71の内部においてパワー素子72の周囲の部分に位置している。このため、基板接合工程において、真空加熱プレス機により回路基板本体71がセラミック部分80に向けて加圧されるとき、回路基板本体71に加えられた荷重は、パワー素子72の周囲に部分において荷重受部材73により受けられる。したがって、回路基板本体71に加えられた荷重がパワー素子72に作用することが抑制される。
図3(a)に示されるように、ハウジング固定工程において、バスバー30の銅板31(図1参照)の端部がバスバーコネクタ75の接続端子75Aに嵌め合わせられたとき、接続端子75Aを介して回路基板本体71の主面71Aから背面71Bに向かう方向に荷重が加えられる。一方、端子支持部材77は、回路基板本体71の内部においてバスバーコネクタ75に対応する部分に位置している。このため、接続端子75Aを介して回路基板本体71に加えられた荷重は、端子支持部材77により受けられる。このため、接続端子75Aを介して回路基板本体71に加えられた荷重により回路基板本体71が変形することが抑制される。
モータユニット1が駆動するとき、パワー素子72が発熱する。図3(b)に示されるように、パワー素子72の熱は、導電部分71Dおよび背面金属接合部分71Gを介してセラミック部分80の導電部分81に移動する。導電部分81に移動した熱は、ギヤハウジング110の支持壁部分115に移動する。このため、パワー素子72が回路基板本体71の主面71Aに取り付けられたと仮定した構成と比較して、パワー素子72の熱がセラミック部分80に移動しやすい。
(1)回路基板70は、回路基板本体71の内部にパワー素子72が位置する構成を有する。この構成によれば、パワー素子72が回路基板本体71の主面71A上に取付けられた構成と比較して、パワー素子72とセラミック部分80との間の距離が小さい。このため、パワー素子72の熱がセラミック部分80に移動しやすい。したがって、パワー素子72の温度上昇が抑制される。また、荷重受部材73が各パワー素子72の周囲に位置するため、基板接合工程において回路基板本体71に加えられる荷重がパワー素子72に加えられることが抑制される。
・実施形態のレゾルバコネクタ76は、コネクタケース76Bを有する。一方、変形例のレゾルバコネクタ76においては、コネクタケース76Bを有していなくてもよい。
・実施形態の回路基板70は、金属製の荷重受部材73を有する。一方、変形例の回路基板70においては、樹脂製の荷重受部材73を有してもよい。
・実施形態のモータユニット1は、モータブラケット60およびギヤハウジング110が個別に形成されている。一方、変形例のモータユニット1においては、モータブラケット60およびギヤハウジング110が一体に成形されてもよい。また、別の変形例のモータユニット1においては、モータユニット1からモータブラケット60を省略してもよい。別の変形例のモータユニット1においては、モータハウジング40にギヤハウジング110が固定されてもよい。
(イ)前記モータユニットは、前記ウォームシャフトを収容するギヤハウジングを前記ハウジングとして有する請求項5または6に記載のモータユニット。
Claims (6)
- 支持壁部分を有するハウジングと、
前記支持壁部分に固定された回路基板と、を備え、
前記回路基板は、
前記支持壁部分上に形成された薄膜のセラミック部分と、
前記セラミック部分上に固定された回路基板本体と、
前記回路基板本体の内部に位置するパワー素子と、
前記回路基板本体の内部において前記パワー素子の周囲に位置し、前記回路基板本体を前記セラミック部分に固定する際に前記回路基板本体に加えられる荷重を受ける荷重受部材と、
を有する制御装置。 - 前記回路基板は、
前記回路基板本体の前記セラミック部分側の面とは反対側の面に設置された接続端子と、
前記支持壁部分上で前記回路基板本体と隣り合う位置に配置されるフィルムコンデンサと、
前記回路基板本体、前記フィルムコンデンサおよび前記接続端子を前記回路基板本体の前記セラミック部分側の面とは反対側の面で一体化する樹脂カバーと、を有する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、前記回路基板本体の内部において前記接続端子に対応する部分に位置する端子支持部材を有する
請求項2に記載の制御装置。 - 前記回路基板本体は、前記セラミック部分と対向する表面上に前記パワー素子と導通する金属接合部分を有し、
前記セラミック部分は、前記金属接合部分に接合される導電部分を有する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、熱可塑性樹脂フィルムにより形成された多層プリント基板を前記回路基板本体として有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置と、
ステータを備えたモータと、を備え、
前記回路基板は、
前記回路基板本体の前記セラミック部分側の面とは反対側の面に設置されて前記ステータと電気的に接続される接続端子を有するモータユニット。
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