JP6779193B2 - 電動駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は電子制御部を備えた電動駆動装置に係り、特に二重系に構成された電子制御部を備えた電動駆動装置に関するものである。

一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御部を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。

機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータを制御するため、電子制御部がパワーステアリング装置に設けられている。

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開２０１３−１３８６１０号公報(特許文献１)に記載のものが知られている。特許文献１には、電動モータ部と電子制御部とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータ部の電動モータは、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに収納され、電子制御部の電子部品が実装された基板は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたモータハウジングの閉塞蓋として機能するヒートシンク部材に取り付けられている。

ヒートシンク部材に取り付けられる基板には、電源回路部、電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ、或いはＩＧＢＴ等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部(パワーモジュール)、及びパワースイッチング素子を制御する制御回路部が載置され、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。

そして、この種の電子制御部においては、配線に変動する電流が流れることによって電磁ノイズが発生することが知られている。この電磁ノイズは他の配線に悪影響を与えるので、電磁ノイズが放射される、或いは侵入するのを抑制する電磁シールド機構を設ける必要がある。しかしながら、電磁シールド機構を設けると回路基板が複雑になる、余分な部品が必要となるという理由から、電磁シールド機構を設けることは得策ではない。

このため、例えば、特開２００８−４３０２３号公報(特許文献２)にあるように、１つの配線に流れる電流の方向に対して、異なる配線を同方向に配置して反対方向に電流を流すことによって、それぞれの配線に生じる磁界を打ち消して、電磁ノイズの発生を抑制する技術が知られている。

尚、この他に電子制御部を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られているが、以下の説明では代表して電動パワーステアリング装置について説明する。

特開２０１６−３６２４６号公報 特開２００８−４３０２３号公報

ところで、この種の電動パワーステアリング装置においては、異常対策として、電子制御部、及び電動モータが冗長性を持つことが要請されている。このため、電動モータの電磁コイルを二重系に構成し、それぞれの電磁コイルを同一構成の電子制御部で個別に駆動、制御する構成としている。したがって、電磁ノイズの発生源としては、従来の一重系に比べて２倍の電磁ノイズの発生源が形成されることになる。

そして、電磁ノイズの発生を抑制するため、特許文献２のような技術を採用すると図１０に示すような構成となる。図１０においては、二重系の一方の系の回路基板の断面を示している。回路基板６０は絶縁層６１を境にして、一方の面には樹脂層Ａ６２、実装層Ａ６３が形成され、他方の面には樹脂層Ｂ６４、実装層Ｂ６５が形成されている。実装層Ａ６３、実装層Ｂ６５は、各種の電気/電子部品がハンダ等によって実装される面である。

樹脂層Ａ６２には、電源側端子から電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ａ６６が設けられ、樹脂層Ｂ６４には、電気／電子部品から接地側端子に向けて流れる電流の配線Ｂ６７が設けられ、それぞれの配線は同じ方向に向けて配置され、絶縁層６１を介して互いに向き合うような形状で配置されている。もちろん、他方の系の回路基板も同様の構成となるものである。

そして、配線Ａ６６に電流を流すと共に、配線Ｂ６７に配線Ａ６６を流れる電流の方向と逆方向に電流を流すことで、電磁ノイズを抑制することができる。しかしながら、このような構成の回路基板を用いると、配線Ａ６６と配線Ｂ６７の間に電位差があることから、絶縁層６１の絶縁機能に不具合が生じると、この部分で層間ショートが発生して、電子制御部が機能不全を生じたりする恐れがある。したがって、このような課題に対応することが強く要請されている。

本発明の目的は、二重系を備えた電子制御部の電磁ノイズの発生を抑制でき、しかも層間ショートなどの不具合の発生を抑制できる新規な電動駆動装置を提供することにある。

本発明の特徴は、回路基板に形成され、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの間に位置する絶縁層を境にして、一方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電源側端子から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品と接続され、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、他方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の接地側端子に向けて、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、一方の面に配置された配線と、他方の面に配置された配線とが、回路基板の投影上で重ならない位置にそれぞれ配置されている、ところにある。

本発明によれば、一方の面と他方の面に配置されたそれぞれの配線に逆方向に電流を流すことで、二重系の配線に電磁ノイズが発生するのを抑制することができ、また、それぞれの面に配置された配線の間で電位差が生じにくくなって層間ショートの発生を抑制することできる。更に、一方の面の配線と、他方の面の配線とが回路基板の投影上で重ならないので、電位差があっても層間ショートの発生を抑制することができる。

本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。 本発明の実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体斜視図である。 図２に示す電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。 電動パワーステアリング装置に使用される二重系に構成された電動モータの電子制御部の制御ブロック図である。 本発明の代表的な実施形態になる電子制御部の回路基板の断面図である。 図５に示す回路基板の一面側に配置される電気／電子部品の実装状態を示す説明図である。 図６Ａに示す電源側端子から電源回路に向かう電流の流れを示す説明図である。 図６Ａに示す制御回路から接地側端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 図５に示す回路基板の他面側に配置される電気／電子部品の実装状態を示す説明図である。 図７Ａに示す電源側端子から電源回路に向かう電流の流れを示す説明図である。 図７Ａに示す制御回路から接地側端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 図５に示す回路基板の一面側に配置される他の電気／電子部品の実装状態を示す説明図である。 図８Ａに示す電源側端子からインバータ端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 図８Ａに示す接地側端子からインバータ端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 図５に示す回路基板の回路基板の他面側に配置される他の電気／電子部品の実装状態を示す説明図である。 図９Ａに示す電源側端子からインバータ端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 図９Ａに示す接地側端子からインバータ端子に向かう電流の流れを示す説明図である。 従来の電子制御部の回路基板の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成について図１を用いて簡単に説明する。

まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置１は図１に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト２の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド３が連結されており、ラックはラックハウジング４に覆われている。そして、ラックハウジング４とタイロッド３との間にはゴムブーツ５が設けられている。

ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ７が設けられ、トルクセンサ７の検出値に基づいてラックにギヤ１０を介して操舵補助力を付与する電動モータ部８と、電動モータ部８に配置された電動モータを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）部９とが設けられている。電動パワーステアリング装置６の電動モータ部８は、出力軸側の外周部の３箇所が図示しないボルトを介してギヤ１０に接続され、電動モータ８部の出力軸とは反対側に電子制御部９が設けられている。

電動パワーステアリング装置６においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト２がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ７が検出し、この検出値に基づいて制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。この演算された駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト１を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ１０を介して図示しないラックへ伝達され、自動車が操舵されるものである。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。

図２に示すように、電動パワーステアリング装置を構成する電動モータ部８は、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジング１１及びこれに収納された図示しない電動モータとから構成され、電子制御部９は、モータハウジング１１の軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミ合金等で作られた金属カバー１２及びこれに収納された図示しない電子制御部から構成されている。

モータハウジング１１と金属カバー１２はその対向端面で、接着剤、或いは溶着、或いは固定ボルトによって一体的に固定されている。金属カバー１２の内部の収納空間に収納された電子制御部は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部８の電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ或いはＩＧＢＴ等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータのコイル入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。

金属カバー１２の端面にはコネクタ端子組立体１３が固定ボルトによって固定されている。コネクタ端子組立体１３には電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａ、検出センサ用のコネクタ端子形成部１３Ｂ、制御状態を外部機器に送出する制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを備えている。そして、金属カバー１２に収納された電子制御部は、合成樹脂から作られた電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用のコネクタ形成端子部１３Ｂを介して供給され、現在の電動パワーステアリング装置の制御状態信号が制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを介して送出されている。

図３に電動パワーステアリング装置６の分解斜視図を示している。モータハウジング１１には内部に円環状の鉄製のサイドヨーク（図示せず）が嵌合されており、このサイドヨーク内に電動モータ（図示せず）が収納されているものである。電動モータの出力部１４はギヤを介してラックに操舵補助力を付与している。

モータハウジング１１はアルミ合金から作られており、電動モータで発生した熱や、後述する電源回路部や電力変換回路部で発生した熱を、ヒートシンク自体の熱容量により蓄熱し、その後に外部大気に放出するヒートシンク部材として機能している。電動モータとモータハウジング１１で電動モータ部を構成している。

電動モータ部の出力部１４の反対側のモータハウジング１１の側端壁１５には電子制御部ＥＣが取り付けられている。電子制御部ＥＣは、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８から構成されている。モータハウジング１１の側端壁１５は、モータハウジング１１と一体的に形成されているが、この他に側端壁１５だけを別体に形成し、ボルトや溶接によってモータハウジング１１と一体化しても良いものである。

ここで、電力変換回路部１６、電力変換回路部１７、制御回路部１８は冗長系を構成するものであり、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの二重系を構成している。そして、通常は電子制御部Ａ、及び電子制御部Ｂによって電動モータが制御、駆動されているが、一方の電子制御部に異常や故障が生じると、他方の電子制御部によって電動モータが制御、駆動されるようになるものである。つまり、電子制御部Ａと電子制御部Ｂを合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動するものである。この場合、電動モータの能力は半分となるが、パワーステアリング機能は確保されるようになっている。

二重系の電子制御部ＥＣは、制御回路部１８、電源回路部１７、電力変換回路部１６、コネクタ端子組立体１３から構成されており、側端壁１５側から離れる方向に向かって、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８、コネクタ端子組立体１３の順序で配置されている。

制御回路部１８は電力変換回路部１６のパワースイッチング素子を駆動する制御信号を生成するもので、マイクロコンピュータ、周辺回路等から構成されている。電源回路部１７は、制御回路部１８を駆動する電源及び電力変換回路部１６の電源を生成するもので、コンデンサ、コイル、スイッチング素子等から構成されている。電力変換回路部１６は、電動モータの三相のコイルに流れる電力を調整するもので、三相の上下アームを構成するパワースイッチング素子等から構成されている。

制御回路部１８と金属カバー１２の間には、合成樹脂からなるコネクタ端子組立体１３が設けられており、車両電源（バッテリ)や電動パワーステアリング装置の現在の制御状態を外部の図示しない他の制御装置と接続されている。もちろん、このコネクタ端子組立体１３は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８と接続されていることはいうまでもない。

金属カバー１２は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８を収納してこれらを水密的に封止する機能を備えているものであり、本実施形態では溶着によってモータハウジング１１に固定されている。この金属カバー１２は金属で作られているので、電力変換回路部１６、電源回路部１７等によって発生した熱を外部に放熱する機能も併せ備えている。

ここで、図３においては、電源回路部１７と制御回路部１８とは別々に構成されているが、一体的に構成することもできる。本実施形態では、電源回路部１７と制御回路部１８とが同一の回路基板に実装された実施形態について説明する。

図４は、電動パワーステアリング装置に使用される電動モータの電子制御部の制御ブロックを示している。電子制御部は電子制御部Ａ１９と電子制御部Ｂ２０とから構成され、それぞれの電子制御部１９、２０は、電動モータ２１の２分割された夫々の電磁コイルＡ２２、電磁コイルＢ２３を個別に駆動、制御するものである。

電子制御部Ａ１９は、電源側端子Ａ２４と接地側端子Ａ２５に接続されており、電源側端子Ａ２４に接続された電源回路Ａ２６を介して制御回路Ａ２７に電力を供給している。制御回路Ａ２７は、インバータ回路Ａ２８のスイッチング素子に制御信号を供給し、この制御信号によってインバータ回路Ａ２８は、電磁コイルＡ２２の各相への電力供給を制御している。また、インバータ回路Ａ２８には、フィルタ／フェールセーフ回路Ａ２９が接続されており、異常や故障が生じると電磁コイルＡ２２の中性点を遮断して電子制御部Ａ１９の動作を停止する。

一方、電子制御部Ｂ２０も同じ構成とされており、電子制御部Ｂ２０は、電源側端子Ｂ３０と接地側端子Ｂ３１に接続されており、電源側端子Ｂ３０に接続された電源回路Ｂ３２を介して制御回路Ｂ３３に電力を供給している。制御回路Ｂ３３は、インバータ回路Ｂ３４のスイッチング素子に制御信号を供給し、この制御信号によってインバータ回路Ｂ３４は、電磁コイルＢ２３の各相への電力供給を制御している。また、インバータ回路Ｂ３４には、フィルタ／フェールセーフ回路Ｂ３５が接続されており、異常や故障が生じると電磁コイルＢ２３の中性点を遮断して電子制御部Ｂ２０の動作を停止する。

尚、電源側端子Ａ２４と電源側端子Ｂ３０は共通の電源を使用しており、供給電圧は同一である。また、接地側端子Ａ２５と接地側端子Ｂ３１も共通に接地されている。更に、電源回路、制御回路、フィルタ／フェールセーフリレー回路等の回路構成部品は、電気/電子部品に該当するものであり、これらの電気／電子部品は配線によって電気的に接続されている。

正常な状態での電子制御部の動作は、電子制御部Ａ１９と電子制御部Ｂ２０の両方が動作しており、電動モータ２１の電磁コイルＡ２２と電磁コイルＢ２３に送る電力の分担率はそれぞれ５０％である。そして、一方の電子制御部１９、２０に異常や故障が生じると、異常や故障が生じた電子制御部１９、２０はその動作を停止され、残りの電子制御部１９、２０によって電動モータ２１が駆動、制御されるものである。これによって、能力は半分に低下するが、パワーステアリング機能は確保されるものとなる。

このような二重系を備えた電子制御装部においては、電磁ノイズの発生を抑制するため図１０にある通り、回路基板の一方の面に電源側端子から電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ａ６６を設け、他方の面に電気／電子部品から接地に向けて流れる電流の配線Ｂ６７を設け、それぞれの配線６６、６７を同じ方向に向けて、絶縁層５１を介して互いに向き合うような形状で配置している。しかしながら、このような構成の回路基板を用いると、配線Ａ６６と配線Ｂ６７の間に電位差があることから、絶縁層６１の絶縁機能に不具合が生じると、この部分で層間ショートが発生して電子制御部が機能不全を生じるという恐れがある。

本発明はこのような課題に対応すべく、回路基板に形成され、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの間に位置する絶縁層を境にして、一方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電源側端子から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品と接続され、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、他方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の接地側端子に向けて、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、一方の面に配置された配線と、他方の面に配置された配線とが、回路基板の投影上で重ならない位置にそれぞれ配置されている構成としたものである。

これによれば、一方の面と他方の面に配置されたそれぞれの配線に逆方向に電流を流すことで、二重系の配線に電磁ノイズが発生するのを抑制することができ、また、それぞれの面に配置された配線の間で電位差が生じにくくなって層間ショートの発生を抑制することできる。更に、一方の面の配線と、他方の面の配線とが回路基板の投影上で重ならないので、電位差があっても層間ショートの発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図５は本発明の基本的な考え方を説明するための回路基板の断面を示しており、回路基板３６は、一方の面に電子制御部Ａ１９を構成する電気／電子部品が実装され、他方の面に電子制御部Ｂ２０を構成する電気／電子部品が実装されており、電子制御部Ａ１９と電子制御部Ｂ２０は同じ構成とされている。

回路基板３６は絶縁層３７を境にして、一方の面ＳＡには樹脂層Ａ３８、実装層Ａ３９が形成され、他方の面ＳＢには樹脂層Ｂ４０、実装層Ｂ４１が形成されている。実装層Ａ３９には、電子制御部Ａ１９を構成する各種の電子／電気部品がハンダ等によって実装され、実装層Ｂ４１には、電子制御部Ｂ２０を構成する各種の電子／電気部品がハンダ等によって実装されている。各種の電気/電子部品は、後述する配線によって電気的に接続されている。

一方の面ＳＡに形成された樹脂層Ａ３８には、電子制御部Ａ１９(図４参照)の電源側端子Ａ２４(図４参照)から電子制御部Ａ１９の電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ａ４２が設けられ、更にこれに上下の位置関係で隣接して電子制御部Ｂ２０(図４参照)の電源側端子Ｂ３０(図４参照)から電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ｂ４３が設けられている。

配線Ａ４２と配線Ｂ４３は、図面上で上下に所定の距離を介して互いに向き合うように配置され、その間には樹脂層Ａ３８が介在している。更に、配線Ａ４２と配線Ｂ４３は、上下の投影上で重ね合わさる状態で配置されている。つまり、配線Ａ４２と配線Ｂ４３は同一の形状で、同一方向に延びているものである。

そして、配線Ａ４２に流れる、電子制御部Ａ１９の電源側端子Ａ２４から電子制御部Ａ１９の電気／電子部品に向けての電流の向きは、図面上で右から左の方向に向かって流れている。一方、配線Ｂ４３に流れる、電子制御部Ｂ２０の電源側端子Ｂ３０から電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品に向けての電流の向きは、図面上で左から右の方向に向かって流れている。

ここで、電子制御部Ａ１９の電気／電子部品と電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品は、同一機能を備える回路構成部品であり、正常な状態では、配線Ａ４２と配線Ｂ４３には、電流の流れる方向は反対であるが、同じ性質の電流が流れることになる
一方、他方の面ＳＢに形成された樹脂層Ｂ４０には、電子制御部Ａ１９(図４参照)の電気／電子部品から電子制御部Ａ１９の接地側端子Ａ２５(図４参照)に向けて流れる電流の配線Ａ４４が設けられ、更にこれに上下の位置関係で隣接して、電子制御部Ｂ２０(図４参照)の電気／電子部品から電子制御部Ｂ２０の接地側端子Ｂ３１(図４参照)に向けて流れる電流の配線Ｂ４５が設けられている。

配線Ａ４４と配線Ｂ４５も、上下に所定の距離を介して互いに向き合うように配置され、その間には樹脂層Ｂ４０が介在している。更に、配線Ａ４４と配線Ｂ４５は、上下の投影上で重ね合わさる状態で配置されている。つまり、配線Ａ４４と配線Ｂ４５は同一の形状で、同一方向に延びているものである。

そして、配線Ａ４４に流れる、電子制御部Ａ１９の電気／電子部品から電子制御部Ａ１９の接地側端子Ａ２５に向けての電流の向きは、図面上で右から左の方向に向かって流れている。一方、配線Ｂ４５に流れる、電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品から電子制御部Ｂ２０の接地側端子Ｂ３１に向けての電流の向きは、図面上で左から右の方向に向かって流れている。ここでも、電子制御部Ａ１９の電気／電子部品と電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品は、同じ回路構成の電気／電子部品であり、正常な状態では、配線Ａ４４と配線Ｂ４５には、電流の流れる方向は反対であるが、同じ性質の電流が流れることになる。

更に、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４、配線Ｂ４５は、回路基板３６の平面上に投影した状態で所定の距離Ｌだけ離間して、重なり合わない位置に配置されている。これによって、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４、配線Ｂ４５との絶縁距離を長くしている。

また、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２と配線Ｂ４３の間には樹脂層Ａ３８を形成する樹脂が介在し、同様に樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４と配線Ｂ４５の間には樹脂層Ａ３８を形成する樹脂が介在している。

このように、樹脂層Ａ３８には、電子制御部Ａ１９の電源側端子Ａ２４から電子制御部Ａ１９の電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ａ４２が設けられ、更にこれに上下の位置関係で隣接して電子制御部Ｂ２０の電源側端子Ｂ３０から電子制御部Ｂの電気／電子部品に向けて流れる電流の配線Ｂ４３が設けられ、正常な状態では、配線Ａ４２と配線Ｂ４３には、電流の流れる方向は反対であるが、同じ性質の電流が流れることになる。

このため、配線Ａ４２に生じる磁界と配線Ｂ４３に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４２と配線Ｂ４３に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

同様に、樹脂層Ｂ４０には、電子制御部Ａ１９の電気／電子部品から電子制御部Ａ１９の接地側端子Ａ２５に向けて流れる電流の配線Ａ４４が設けられ、更にこれに上下の位置関係で隣接して、電子制御部Ｂ２０の電気／電子部品から電子制御部Ｂ２０の接地側端子Ｂ３１に向けて流れる電流の配線Ｂ４５が設けられ、正常な状態では、配線Ａ４４と配線Ｂ４５には、電流の流れる方向は反対であるが、同じ性質の電流が流れることになる。

このため、配線Ａ４４に生じる磁界と配線Ｂ４５に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４４と配線Ｂ４５に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

更に、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４、配線Ｂ４５は、回路基板３６の平面上に投影した状態で所定の距離Ｌだけ離間して、重なり合わない位置に配置されているので、配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、配線Ａ４４、配線Ｂ４５との絶縁距離を長くでき、層間ショートが発生するのを抑制することができる。

更に、配線Ａ４２と配線Ｂ４３、及び配線Ａ４４と配線Ｂ４５には、それぞれ同じ性質の電流が流れているので、層間ショートの発生を抑制するような絶縁機能を求める必要はなく、樹脂層Ａ３８、４０を形成する樹脂で充分である。このため、回路基板３６の構成を簡略化することができるという効果を奏する。

次に、具体的な電気/電子部品を例にした本願発明の実施形態を説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、一方の面ＳＡに実装した電子制御部Ａ１９の電源回路Ａ２６と制御回路Ａ２７に関する電流の流れを示し、図７Ａ〜図７Ｃは、他方の面ＳＢに実装された電子制御部Ｂ２０の電源回路Ｂ３２と制御回路Ｂ３３に関する電流の流れを示している。

電源回路Ａ２６及び電源回路Ｂ３２と、制御回路Ａ２７及び制御回路Ｂ３３とは同じ回路であり、その動作も同じである。電源回路Ａ２６、電源回路Ｂ３２、制御回路Ａ２７及び制御回路Ｂ３３は、電気／電子部品として取り扱われる。

図６Ａにおいて、実装層Ａ３９には電源回路Ａ２６と制御回路Ａ２７が実装されており、電源側端子Ａ２４と接地側端子Ａ２５との間で配線Ａ４２、４４によって接続されている。電源側端子Ａ２４からの電流Ｉａは、電源回路Ａ２６、制御回路Ａ２７を経由して接地側端子Ａ２５に流れるものである。

図７Ａにおいて、実装層Ｂ４１には電源回路Ｂ３２と制御回路Ｂ３３が実装されており、電源側端子Ｂ３０と接地側端子Ｂ３１との間で配線Ｂ４３、４５によって接続されている。電源側端子Ｂ３０からの電流Ｉｂは、電源回路Ｂ３２、制御回路Ｂ３３を経由して接地側端子Ｂ３１に流れるものである。

図６Ｂは、樹脂層Ａ３８に埋設された配線Ａ４２を流れる電流の向きを示しており、電源側端子Ａ２４からの電流は、電源回路Ａ２６、制御回路Ａ２７に向かって、右から左の方向に流れている。一方、図７Ｂは、樹脂層Ａ３８に埋設された配線Ｂ４３を流れる電流の向きを示しており、電源側端子Ｂ３０からの電流は、電源回路Ｂ３２、制御回路Ｂ３３に向かって、左から右の方向に流れている。尚、配線Ａ４２、配線Ｂ４３は模式的に表している。

したがって、配線Ａ４２と配線Ｂ４３には、同じ性質の電流が逆方向に流れることになるので、配線Ａ４２に生じる磁界と配線Ｂ４３に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４２と配線Ｂ４３に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

図６Ｃは、樹脂層Ｂ４０に埋設された配線Ａ４４を流れる電流の向きを示しており、制御回路Ａを流れる電流は、接地側端子Ａ２５に向かって、上から下及び左から右の方向に流れている。一方、図７Ｃは、樹脂層Ｂ４０に埋設された配線Ｂ４５を流れる電流の向きを示しており、制御回路Ｂ３３からの電流は接地側端子Ｂ３１に向かって、右から左及び下から上の方向に流れている。尚、配線Ａ４４、配線Ｂ４５も模式的に表している。

したがって、配線Ａ４４と配線Ｂ４５には、同じ性質の電流が逆方向に流れることになるので、配線Ａ４４に生じる磁界と配線Ｂ４５に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４４と配線Ｂ４５に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

更に、図５にある通り、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４、配線Ｂ４５は、回路基板３６の平面上に投影した状態で所定の距離Ｌだけ離間して、重なり合わない位置に配置されているので、配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、配線Ａ４４、配線Ｂ４５との絶縁距離を長くでき、層間ショートが発生するのを抑制することができる。

次に、具体的な電気/電子部品を例にした本願発明の他の実施形態を説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、一方の面ＳＡに実装した電子制御部Ａ１９のフィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９に関する電流の流れを示し、図９Ａ〜図９Ｃは、他方の面ＳＢに実装された電子制御部Ｂ２０のフィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９に関する電流の流れを示している。尚、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９と、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３５とは同じ回路であり、その動作も同じである。フィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３５は、電気／電子部品として取り扱われる。

図８Ａにおいて、実装層Ａ３９にはフィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９が実装されており、電源側端子Ａ２４とインバータ回路Ａ２８のインバータ側正端子Ａ４７＋との間で配線Ａ４２によって接続されている。また、接地側端子Ａ２５とインバータ回路Ａ２８のインバータ側負端子Ａ４７−との間で配線Ａ４４によって接続されている。電源側端子Ａ２４及び接地側端子Ａ２５からの電流Ｉａは、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９を経由してインバータ側正端子Ａ４７＋、インバータ側負端子Ａ４７−に流れるものである。

図９Ａにおいて、実装層Ｂ４１にはフィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３５が実装されており、電源側端子Ｂ３０とインバータ回路Ｂ３４のインバータ側正端子Ｂ４８＋との間で配線Ｂ４３によって接続されている。また、接地側端子Ｂ３１とインバータ回路Ｂ３４のインバータ側負端子Ｂ４８−との間で配線Ａ４５によって接続されている。電源側端子Ｂ３０及び接地側端子Ｂ３１からの電流Ｉｂは、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３４を経由してインバータ側正端子Ｂ４８＋、インバータ側負端子Ｂ４８−に流れるものである。

図８Ｂは、樹脂層Ａ３８に埋設された配線Ａ４２を流れる電流の向きを示しており、電源側端子Ａ２４からの電流は、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９を経由してインバータ側正端子Ａ４７＋に向かって、左から右の方向に流れている。一方、図９Ｂは、樹脂層Ａ３８に埋設された配線Ｂ４３を流れる電流の向きを示しており、電源側端子Ｂ３０からの電流は、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３５を経由してインバータ側正端子Ｂ４８＋に向かって、右から左の方向に流れている。尚、配線Ａ４２、配線Ｂ４３は模式的に表している。

したがって、配線Ａ４２と配線Ｂ４３には、同じ性質の電流が逆方向に流れることになるので、配線Ａ４２に生じる磁界と配線Ｂ４３に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４２と配線Ｂ４３に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

図８Ｃは、樹脂層Ｂ４０に埋設された配線Ａ４４を流れる電流の向きを示しており、接地側端子Ａ２５からの電流は、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ａ２９を経由してインバータ側負端子Ａ４７−に向かって、左から右の方向に流れている。一方、図９Ｃは、樹脂層Ａ４０に埋設された配線Ｂ４５を流れる電流の向きを示しており、接地側端子Ｂ３１からの電流は、フィルタ／フェールセーフリレー回路Ｂ３５を経由してインバータ側負端子Ａ４８−に向かって、右から左の方向に流れている。尚、配線Ａ４４、配線Ｂ４５は模式的に表している。

したがって、配線Ａ４４と配線Ｂ４５には、同じ性質の電流が逆方向に流れることになるので、配線Ａ４４に生じる磁界と配線Ｂ４５に生じる磁界は、互いに打ち消しあって、電磁ノイズの発生を抑制することが可能となるものである。また、配線Ａ４４と配線Ｂ４５に流れる電流は同じ性質であるため、電位差が生じなくショートの発生を抑制することが可能となるものである。

更に、図５にある通り、樹脂層Ａ３８に配置した配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、樹脂層Ｂ４０に配置した配線Ａ４４、配線Ｂ４５は、回路基板３６の平面上に投影した状態で所定の距離Ｌだけ離間して、重なり合わない位置に配置されているので、配線Ａ４２、配線Ｂ４３と、配線Ａ４４、配線Ｂ４５との絶縁距離を長くでき、層間ショートが発生するのを抑制することができる。

以上述べた通り本発明は、回路基板に形成され、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの間に位置する絶縁層を境にして、一方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電源側端子から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品と接続され、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、他方の面には、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の電気／電子部品から電子制御部Ａと電子制御部Ｂの夫々の接地側端子に向けて、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、一方の面に配置された配線と、他方の面に配置された配線とが、回路基板の投影上で重ならない位置にそれぞれ配置されている構成
を提案するものである。

これによれば、一方の面と他方の面に配置されたそれぞれの配線に逆方向に電流を流すことで、二重系の配線に電磁ノイズが発生するのを抑制することができ、また、それぞれの面に配置された配線の間で電位差が生じにくくなって層間ショートの発生を抑制することできる。更に、一方の面の配線と、他方の面の配線とが回路基板の投影上で重ならないので、電位差があっても層間ショートの発生を抑制することができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

６…電動パワーステアリング装置、８…電動モータ部、９…電子制御部、１１…モータハウジング、１２…金属カバー、１３…コネクタ端子組立体、１４…出力部、１５…側端壁、１６…電力変換回路部、１７…電源回路部、１８…制御回路部、１９…電子制御部Ａ、２０…電子制御部Ｂ、２１…電動モータ、２２…電磁コイルＡ、２３…電磁コイルＢ、２４…電源側端子Ａ、２５…接地側端子Ａ、２６…電源回路Ａ、２７…制御回路Ａ、２８…インバータ回路Ａ、２９…フィルタ/フェールセーフリレー回路Ａ、３０…電源側端子Ｂ、３１…接地側端子Ｂ、３２…電源回路Ｂ、３３…制御回路Ｂ、３４…インバータ回路Ｂ、３５…フィルタ/フェールセーフリレー回路Ｂ、３６…回路基板、３７…絶縁層、３８…樹脂層Ａ、３９…実装層Ａ、４０…樹脂層Ｂ、４１…実装層Ｂ、４２…配線Ａ、４３…配線Ｂ、４４…配線Ａ、４５…配線Ｂ。

Claims (3)

1. 機械系制御要素を駆動する電動モータが収納されたモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングに配置された、前記電動モータを駆動するための電子制御部とからなる電動駆動装置であって、
   前記電動モータは２重系を構成する２つの電磁コイルを備え、前記電子制御部は夫々の前記電磁コイルに電力を供給する二重系を構成する２つの電子制御部を備えていると共に、
   二重系の前記電子制御部は、回路基板の一方の面に実装された電気／電子部品からなる電子制御部Ａと、前記回路基板の他方の面に実装された前記電気／電子部品からなる電子制御部Ｂとからなり、
   前記回路基板に形成され、前記電子制御部Ａと電子制御部Ｂの間に位置する絶縁層を境にして、
   前記一方の面には、前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の電源側端子から前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の前記電気／電子部品と接続され、互いに逆方向に電流が流れる二重系の配線を配置し、
   前記他方の面には、前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の前記電気／電子部品から前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の接地側端子に向けて、互いに逆方向に電流が流れる二重系の前記配線を配置し、
   前記一方の面に配置された前記配線と、前記他方の面に配置された前記配線とが、前記回路基板の投影上で重ならない位置にそれぞれ配置されている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
2. 請求項１に記載の電動駆動装置において、
   夫々の前記電源側端子と夫々の前記配線を介して接続された前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の前記電気／電子部品は、同一機能を備える回路構成部品であり、
   夫々の前記接地側端子と夫々の前記配線を介して接続された前記電子制御部Ａと前記電子制御部Ｂの夫々の前記電気／電子部品は、同一機能を備える回路構成電子部品である
   ことを特徴とする電動駆動装置。
3. 請求項２記載の電動駆動装置において、
   前記一方の面に配置されたそれぞれの前記配線と、前記他方の面に配置されたそれぞれの前記配線は、前記絶縁層に隣接して設けられた樹脂層に配置され、前記一方の面に配置されたそれぞれの前記配線の間には前記樹脂層の樹脂が介在し、前記他方の面に配置されたそれぞれの前記配線の間には前記樹脂層の樹脂が介在している
   ことを特徴とする電動駆動装置。

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