(57)【要約】【課題】制御素子とパワー素子の実装面積を確保し、実装効率を向上させた回路基板を提供する。【解決手段】回路基板２２の一方面側２５をモータの軸方向の一方側に対向させて配置するとともに、回路基板２２の他方面側２３にモータ駆動用のパワー素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１および制御素子３１を実装し、回路基板２２上におけるモータの径方向において制御素子３１がパワー素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１よりも外側に配置されている。また、パワー素子ごとに回路基板２２に設けた銅インレイＩＬ１〜ＩＬ１１を介して回路基板２２の一方面側から他方面側へ熱伝導し、伝導された熱を外部放熱体へ放熱する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動用の回路基板であって、
該回路基板の一方面側をモータの軸方向の一方側に対向させて配置するとともに、該回路基板の他方面側にモータ駆動用のパワー素子および制御素子を実装し、かつ、所定方向において前記制御素子が前記パワー素子よりも外側に配置されており、
前記パワー素子ごとに前記回路基板に設けた金属製貫通部材を介して該回路基板の一方面側から他方面側へ熱伝導し、該伝導された熱を外部放熱体へ放熱することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記回路基板上におけるモータの径方向を前記所定方向とし、前記制御素子が前記パワー素子よりも前記径方向において、前記回路基板とモータの中心軸との交点からの離間距離が長いことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
モータの軸方向を前記所定方向とし、前記制御素子が前記パワー素子よりも前記軸方向において、モータの重心からの離間距離が長いことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
モータの径方向の外側から順に前記制御素子、前記パワー素子、および他の素子を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記回路基板は平面視曲率部分を持つ形状を有し、該曲率部分の近傍に配置した前記制御素子の実装方向が、前記パワー素子および前記他の素子の実装方向と異なることを特徴とする請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記回路基板の他方面側を前記パワー素子の実装領域と前記制御素子の実装領域とに分けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項７】
前記回路基板の他方面側にマイクロプロセッサおよび電源回路を配置し、該回路基板の一方面側あるいは他方面側にプリドライバ回路を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
前記回路基板の一方面側における前記プリドライバ回路の配置位置に対応する該回路基板の他方面側に前記マイクロプロセッサが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の回路基板。
【請求項９】
前記回路基板の一方面側の外部接続用コネクタの近傍にトルクインターフェース回路およびＣＡＮ回路を配置し、該一方面側に前記プリドライバ回路を配置したことを特徴とする請求項７に記載の回路基板。
【請求項１０】
前記回路基板の板端を部分的に切り欠いて形成した貫通孔および該板端近傍を打ち抜いて形成した貫通孔を前記交点に対称に配置し、該貫通孔を前記回路基板のモータに対する位置決めとして使用することを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項１１】
電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、
請求項１〜１０のいずれかに記載の回路基板を前記電子制御ユニットの回路基板としたことを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１２】
前記電動モータの筐体を前記外部放熱体として使用し、該外部放熱体の一部に形成した受熱面に、前記パワー素子から発生した熱を伝導して放熱することを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１３】
前記回路基板の板端と前記パワー素子間の領域内に、前記電動モータの駆動用交流電源を生成する三相ブリッジ回路の出力端子を配置したことを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１４】
車両等の運転者のハンドル操作を補助する電動パワーステアリング装置であって、
前記ハンドル操作によるトルクを検出するトルクセンサと、
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットと、
前記トルクセンサで検出されたトルクをもとに前記電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより駆動される電動モータと、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板に関し、特に電動パワーステアリング装置の電子制御ユニットに使用するモータ駆動用の回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、運転者のステアリングハンドル操作に対して補助トルクを発生する電動モータ、その電動モータの制御装置等を備える電動パワーステアリング装置が搭載されている。電動パワーステアリング装置は、装置全体が小型化される傾向にともない、電子制御ユニットを構成する回路基板サイズの小型化、最小化が重要となる。同時に、制御装置等から発生する熱の放熱も重要となる。
【０００３】
特許文献１は、基板のモータ側とは反対側の面である電子部品実装面に電子部品が実装され、モータ側の面である発熱素子実装面に実装されたＳＷ素子等は、モータの軸中心を通る直線を挟んで線対称に配置され、各相のモータ線はＷ相、Ｖ相、Ｕ相の順に軸中心に対して点対称に配置され、放熱ゲルを介してフレーム部材のＥＣＵ側端面に放熱可能な状態で当接された駆動装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６１２３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の駆動装置を用いた電動パワーステアリング装置は、ダブルインバーター方式を採用しており、発熱素子実装面に実装された複数のＳＷ素子を、モータの軸中心を通る直線を挟んで線対称に配置してインピーダンスを下げ、モータ線を軸中心に対して点対称に配置することで各相の配線長のばらつき、インピーダンスのばらつきを低減している。
【０００６】
また、特許文献１では、マイコンの実装面がＳＷ素子を実装する面とは逆面となり、基板の実装面積を有効に活用できておらず、生産上における実装効率が低下することに加え、発熱素子で生じた熱を効率的に放熱できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板上で制御素子とパワー素子の実装面積を確保し、これらの部品の実装効率を向上させるとともに、効率的な放熱が可能な回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、モータ駆動用の回路基板であって、該回路基板の一方面側をモータの軸方向の一方側に対向させて配置するとともに、該回路基板の他方面側にモータ駆動用のパワー素子および制御素子を実装し、かつ、所定方向において前記制御素子が前記パワー素子よりも外側に配置されており、前記パワー素子ごとに前記回路基板に設けた金属製貫通部材を介して該回路基板の一方面側から他方面側へ熱伝導し、該伝導された熱を外部放熱体へ放熱することを特徴とする。
【０００９】
本願の例示的な第２の発明は、電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、上記例示的な第１の発明に係る回路基板を前記電子制御ユニットの回路基板としたことを特徴とする。
【００１０】
本願の例示的な第３の発明は、車両等の運転者のハンドル操作を補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ハンドル操作によるトルクを検出するトルクセンサと、上記例示的な第２の発明に係る電動パワーステアリング用の電子制御ユニットと、前記トルクセンサで検出されたトルクをもとに前記電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより駆動される電動モータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、制御素子とパワー素子を回路基板の同一面に実装しても、それらの実装面積を確保でき、生産上における基板への部品の実装効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は実施形態に係る電動パワーステアリング装置を備えるステアリングシステムの概略構成である。
【図２】図２は実施形態に係る電子制御ユニットと一体化された電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】図３は制御ユニットの表面側を平面視した外観図である。
【図４】図４は制御ユニットの裏面側を平面視した外観図である。
【図５】図５は電動モータの本体と、電動モータの軸方向反出力側に載置された制御ユニットとを軸方向に垂直な方向から見た様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を備えるステアリングシステムの概略構成である。ステアリングシステム１は、操舵部材であるステアリングハンドル２、ハンドル２に接続された回転軸３、ピニオンギア６、ラック軸７、電動パワーステアリング装置１０等を備える。
【００１４】
電動パワーステアリング装置１０は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)２０、電動モータ１５等で構成される。回転軸３には、ハンドル２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ９が設けられ、検出された操舵トルクは電子制御ユニット２０へ送られる。
【００１５】
回転軸３は、その先端に設けられたピニオンギア６に噛み合っている。ピニオンギア６により、回転軸３の回転運動がラック軸７の直線運動に変換され、ラック軸７の変位量に応じた角度に、そのラック軸７の両端に設けられた一対の車輪５ａ，５ｂが操舵される。
【００１６】
電子制御ユニット２０は、トルクセンサ９から取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づき、ハンドル２の操舵を補助するための補助トルクを電動モータ１５から出力し、減速ギア４を介して回転軸３に伝達する。すなわち、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用電子制御ユニットが搭載され、その電子制御ユニットと一体化された電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。図２に示す電動パワーステアリング装置１０は、モータカバー１４で覆われた電動モータ（ブラシレスモータ）１５の軸方向（図２において一点鎖線で示す。）の上部にヒートシンク１３が配置され、ヒートシンク１３の上部であって、電動モータ１５の軸方向反出力側に制御ユニット２０が載置され、ヒートシンク１３にネジ等により固定されている。
【００１８】
ヒートシンク１３は、ベアリングホルダであるとともに、保持する制御ユニット２０から発生する熱の放熱用部材であり、例えばアルミダイキャストを成形してなる。電動モータのベアリングホルダを外部放熱体として使用することで、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの部品点数の削減が可能となる。
【００１９】
制御ユニット２０の上部は、金属製あるいは樹脂性のユニットカバー１２で覆われる。外部コネクタ１６は、電動モータ１５へ供給される電源、制御ユニット２０への制御信号等の接続用端子であり、コネクタケースにより覆われ、ヒートシンク１３に固定されている。
【００２０】
図２に示す電動パワーステアリング装置１０において、制御ユニット２０がヒートシンク１３に保持された状態にあるとき、制御ユニット２０の基板表面において発熱部品が搭載された領域に対応する基板裏面の放熱エリア（放熱部）２７と、ヒートシンク１３の上部に平面状に設けた受熱エリア（受熱部）２９とが一定間隔の空隙を介して対向する位置関係が維持される。
【００２１】
上記の空隙には放熱グリス等の放熱材が充填されており、それにより、制御ユニット２０の発熱部品で発生した熱が放熱エリア２７に配置した回路基板パターン等に伝導し、その回路基板パターン等からヒートシンク１３へ放熱される。
【００２２】
基板上の放熱エリア２７とヒートシンク上の受熱エリア２９は、ほぼ同一の形状と面積を有するが、放熱効果および効率を勘案した場合、受熱エリア２９を放熱エリア２７よりも広い面積とすることが望ましい。また、受熱エリア２９については、基板上の放熱エリア２７の形状に合わせて受熱エリア２９を設計することも考慮して、放熱エリア２７の形状に合わせて形成してもよい。
【００２３】
なお、電動パワーステアリング装置は、常時動作しており、ステアリングの操舵時における電動パワーステアリング装置の制御部からの発熱を効率的に放熱できない場合、過熱保護がかかることになる。そのため、ハンドルの操舵を補助するという電動パワーステアリング装置の本来の目的が達成されないという不具合を回避するため、制御ユニットにおいて回路基板上のパワー素子等の発熱部品からの放熱が重要となる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにおける回路基板上の部品配置と放熱構成について詳細に説明する。
【００２５】
図３は、制御ユニット２０の表面（ユニットカバー１２側）を平面視した外観図であり、図４は、制御ユニット２０の裏面（電動モータ１５側）を平面視した外観図である。ここでは、制御ユニット２０の表面領域と裏面領域との対応を分かりやすくするため、図４は、表面側（図３）から透視して裏面を見たときの図である。
【００２６】
図３に示す制御ユニット２０の回路基板２２の表面２３には、電動パワーステアリング装置を制御する制御素子（マイクロプロセッサ）３１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６からなるＦＥＴブリッジ回路、モータへの駆動電流を通電するスイッチングＦＥＴ（ＦＥＴ９〜ＦＥＴ１１）、モータ駆動電流用の電解コンデンサＣ１〜Ｃ３、制御用電源素子（電源ＩＣ）３５、制御電源用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３、電流センサ等の各種センサ等（不図示）が実装されている。
【００２７】
制御ユニット２０は、その回路基板２２の表面２３において、電動パワーステアリング装置を制御する信号処理用部品、電流センサ等の各種センサといった制御系デバイスを実装する領域（制御部領域２３ａともいう。）と、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６からなるＦＥＴブリッジ回路、モータへの駆動電流を通電するスイッチングＦＥＴ（ＦＥＴ９〜ＦＥＴ１１）、電解コンデンサＣ１〜Ｃ３等が実装された領域（パワー部領域２３ｂともいう。）とにほぼ２分されている。
【００２８】
制御部領域２３ａとパワー部領域２３ｂとに分けたことで、制御ユニット２０の制御系デバイスは、基板表面２３の制御部領域２３ａのみならず、図４に示すように基板の裏面２５の制御部領域２５ａにモータ駆動ＦＥＴ制御用の素子（ＩＣ）であるプリドライバ素子３３等が搭載されている。その結果、一枚の回路基板の制御系に関する部品を基板の裏表両面に実装できるので、領域の限られた基板において設計の自由度を向上できる。
【００２９】
制御ユニット２０の電源入力側には、電動モータ１５等の駆動電源の正極電位と負極電位の入力端子である外部コネクタ端子２６、並列接続された３つの電解コンデンサＣ１〜Ｃ３とコイル５６とで構成されるノイズフィルタが配置されている。ノイズフィルタは、制御ユニット２０に供給された電源に含まれるノイズ等を吸収し、電源電圧を平滑する。コイル５６は、例えば２つのコイル等からなるコモンモードコイルである。
【００３０】
制御ユニット２０はさらに、バッテリからの電源電圧に異常が生じたとき等において電力を遮断可能な半導体リレーとして機能するＦＥＴ７，８、電動モータ１５に駆動電流（３相交流電流）を通電する６個のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６からなる３相インバータ回路（ＦＥＴブリッジ回路）等を備える。
【００３１】
ＦＥＴブリッジ回路を構成する６個のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、例えば、マイクロコンピュータ、プリドライバ等で構成される制御回路（不図示）からの信号により、そのゲートが駆動され、オンまたはオフされる。このオンまたはオフ制御で生成されたＵ，Ｖ，Ｗの各相電流は、３つの端子Ｕ，Ｖ，Ｗからなる出力端子部５７を介して電動モータ１５に供給される駆動電流である。
【００３２】
ＦＥＴ１とＦＥＴ２は、正極の電源ラインと負極電位ライン（ＧＮＤ）間に接続され、電動モータ１５のＵ巻線を流れるＵ相電流を生成する。ＦＥＴ９は、Ｕ相電流を遮断可能な半導体リレーとして機能する。また、ＦＥＴ３とＦＥＴ４は、正極の電源ラインと負極電位（ＧＮＤ）ライン間に接続され、電動モータ１５のＶ巻線を流れるＶ相電流を生成し、ＦＥＴ１０は、Ｖ相電流を遮断する半導体リレーである。
【００３３】
同様にＦＥＴ５とＦＥＴ６は、正極の電源ラインと負極電位（ＧＮＤ）ラインとの間に接続され、電動モータ１５のＷ巻線を流れるＷ相電流を生成し、ＦＥＴ１１は、Ｗ相電流を遮断可能な半導体リレーである。
【００３４】
なお、図示を省略するが、回路基板２２の表面２３には、トルクインターフェース回路、車両の各種情報を授受するＣＡＮ回路等が配置されている。また、回路基板２２は、両面基板、多層基板のいずれでもよい。
【００３５】
図３に示すように、制御ユニット２０の回路基板２２は、その板端を部分的に切り欠いて形成した貫通孔Ｈ１、および板端の近傍部位を打ち抜いて形成した貫通孔Ｈ２，Ｈ３がモータ中心軸Ｐに対して対称となる位置に配置されている。これらの貫通孔Ｈ１〜Ｈ３は、制御ユニット２０を電動モータ１５上に載置する際の位置決めとして使用され、制御ユニット２０を電動モータ１５に固定する際の位置決めが容易になる。
【００３６】
次に、制御ユニット２０における部品の配置構成を説明する。
電動パワーステアリング装置１０において、電動モータ１５の軸方向反出力側に制御ユニット２０を載置したとき、図２の一点鎖線（モータ中心軸）と、制御ユニット２０の回路基板２２との交点を、図３および図４において符号Ｐで示している。ここでは、便宜上、この交点をモータ中心軸Ｐと呼ぶ。
【００３７】
ここでは、図３に示すように制御ユニット２０において、モータ中心軸Ｐを中心としてモータの径方向に拡がる同心円状の２つの領域Ａ，Ｂを想定する。領域Ａは点線４１，４２で囲まれる領域であり、領域Ｂは点線４２，４３で囲まれる領域である。
【００３８】
領域Ａは、領域Ｂよりも径方向内側に位置しており、パワー部２３ｂにおける領域Ａには、発熱量の多いＦＥＴブリッジ回路、スイッチングＦＥＴが配置されている。また、領域Ｂは、領域Ａよりも径方向外側に位置しており、制御部２３ａにおける領域Ｂには、電動パワーステアリング装置の制御素子３１が配置されている。
【００３９】
さらにパワー部２３ｂ側の領域Ｂには、図３に示すように電動モータ１５に供給されるＵ，Ｖ，Ｗの各相電流の出力端子部５７が配置されている。また、図４に示すように、基板裏面２５のうち、基板表面２３の制御部２３ａ側の領域Ｂに対応する領域には、プリドライバ素子３３が配置されている。
【００４０】
このように制御ユニット２０では、制御素子３１を基板２２の外側（径方向外側）であって、発熱量の多いＦＥＴ（パワー素子ともいう。）から離れた位置に配置する。また、制御素子３１は、大電流であるＵ，Ｖ，Ｗの各相電流の出力端子部５７からも離れた位置に配置されている。
【００４１】
換言すれば、制御素子３１は、図３のｙ方向においてモータ中心軸Ｐを挟んで、パワー素子および出力端子部５７と対称となる位置であって、それらパワー素子等と離間した位置に配置されている。よって、モータの径方向の外側から順に制御素子３１、パワー素子、および他の素子（コンデンサ等）が配置され、制御素子３１は、同一の回路基板上において、パワー素子等で発生した熱が伝わりにくい位置に配置されている。
【００４２】
さらに制御素子３１は、図３に示すように、その角部を回路基板２２の外縁側に位置させながら、パワー素子等の他の部品とは異なる角度で配置されている。
【００４３】
より具体的には、回路基板２２を平面視したとき、パワー素子等は、その一方辺部と他方辺部それぞれがｘ方向とｙ方向に沿って配置されているのに対して、制御素子３１は、回路基板２２のうち曲率を有する縁部の近傍において、ｘ方向（あるいはｙ方向）と所定角度θ（例えば４５°）、回転して配置されている。
【００４４】
また、図４に示すように制御ユニット２０の基板裏面２５において、プリドライバ素子３３も、制御素子３１と同様にｘ方向（あるいはｙ方向）と所定角度θ（例えば４５°）、回転して配置されている。
【００４５】
このように、回路基板２２の曲率を有する部位において制御素子３１とプリドライバ素子３３を所定角度、回転して配置することで、例えば、図３において破線４５で示すように無回転の状態（ｘ方向とｙ方向に沿った状態）に比べて、制御素子３１とプリドライバ素子３３をより基板の端部に接近させて配置できる。また、素子周辺領域におけるデッドスペースを最小にして、基板上における実装面積を有効に活用できる。この場合、デッドスペースを最小にしたことで生じる基板表面の空き領域にプリドライバ素子３３を実装してもよい。
【００４６】
制御ユニット２０の回路基板２２における放熱の観点から、例えば、特に発熱量の多いＦＥＴブリッジ回路、スイッチングＦＥＴの実装位置に合わせて、回路基板２２を貫通する伝熱部材（熱伝導部材）であって、所定径のコイン形状を有する銅インレイが埋め込まれている。具体的には、図４に示すように、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１それぞれの直下に銅インレイＩＬ１〜ＩＬ１１を配置されている。これらの銅インレイを介して、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１で発生した熱を回路基板２２の裏面２５側へ放熱する。
【００４７】
上述した例では、回路基板２２上において、モータ中心軸Ｐからモータの径方向に拡がる方向の最外部側に制御素子３１を配置しているが、モータの中心軸方向における制御素子３１の配置を規定してもよい。
【００４８】
図５は、電動モータ１５の本体と、その電動モータ１５の軸方向反出力側に載置された制御ユニット２０とを、軸方向に垂直な方向から見た様子を模式的に示している。
【００４９】
ここでは、電動モータ１５の重心をＧとしたとき、重心Ｇから制御ユニット２０上の点ｐ１（制御素子３１が配置された位置）までの距離Ｌ１と、重心Ｇから点ｐ２（例えば、一点鎖線で示すモータ中心軸の近傍であって、パワー素子が配置された位置）までの距離Ｌ２とを対比すると、制御素子３１がより基板の端部に接近させて配置されていることから、Ｌ１＞Ｌ２の関係がある。
【００５０】
このように、電動モータ１５の重心Ｇから最も離れた位置に制御素子３１を配置する、すなわち、電動モータ１５の中心軸方向において、電動モータ１５の重心Ｇからの離間距離をパワー素子よりも長くなるように制御素子３１を配置することで、制御素子３１においてパワー素子からの発熱の影響を回避できる。このことは、図５では図示を省略した、基板裏面に配置したプリドライバ素子にもあてはまる。
【００５１】
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、図４等に示すように、電動モータ１５に供給されるＵ，Ｖ，Ｗの各相電流の出力端子部５７を、パワー部２５ｂ側に配置している。こうすることで、３相インバータ回路等から電動モータ１５までの配線距離を短くすることができ、電源経路のパターン長が短いことによる低抵抗値化にともなう電力損失の低減を図ることができる。
【００５２】
なお、図３、図４等に示す回路基板における発熱部品（ＦＥＴ等）、銅インレイ、電源パターン、およびグランド（ＧＮＤ）パターンの配置個数、配置位置、面積等は一例であり、電動パワーステアリング装置の仕様に応じて適宜、変更が可能である。
【００５３】
以上説明したように本実施の形態に係る電動パワーステアリング用の電子制御ユニットでは、基板領域を制御部領域とパワー部領域とに二分するとともに、制御素子をパワー素子等よりも、モータ中心軸からモータの径方向外側に配置している。
【００５４】
こうすることで、ＦＥＴ等のパワー素子（高発熱部品）と制御素子等の非発熱部品（低発熱部品）を基板上で分離でき、パワー素子等と制御素子とを回路基板の同一面に実装する際、各素子の電気的な特性に応じた実装面積を確保しつつ、生産上における部品の実装効率の向上を図ることができる。また、制御素子自身からの発熱を電動モータの軸方向上部に配置したヒートシンクに効率的に放熱できる。
【００５５】
さらに、回路基板の曲率を有する部位において制御素子とプリドライバ素子を所定角度、回転して配置することで、基板上に生じるデッドスペースを排除しながら制御素子そのものの実装面積を確保して、生産上の実装効率を向上できる。
【００５６】
また、同一の回路基板上で制御系に係る部品を基板の両面に実装できるので、サイズの小型化により領域の限られた回路基板において設計の自由度を向上できる。
【００５７】
さらには、モータの径方向におけるモータ中心軸からの離間距離、および軸方向におけるモータの重心からの離間距離を、パワー素子よりも長くなるように制御素子を配置することで、制御素子がパワー素子等からの発熱の影響を受けるのを回避できる。
【００５８】
また、金属製貫通部材としての銅インレイによって、回路基板の一方面側から他方面側への熱伝導経路を確保でき、効果的な伝熱、放熱が可能となる。加えて、電動モータの筐体を外部放熱体として使用することで、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの部品点数の削減が可能となる。
【００５９】
上記の構成により、電動モータと一体に形成した電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにおいて効果的な放熱ができることから、電動モータを含めた熱容量設計が容易になる。また、車両の操舵時、特に走行時よりもパワーステアリングによるアシスト力が必要となるハンドルの据え切り時において、放熱を効果的に行えるので、電動パワーステアリング装置における過熱による電気モータの動作中止を回避して、必要なアシストを継続することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ステアリングシステム
２  ステアリングハンドル
３  回転軸
４  減速ギア
６  ピニオンギア
７  ラック軸
１０  電動パワーステアリング装置
１２  ユニットカバー
１３  ヒートシンク
１４  モータカバー
１５  電動モータ
１６  外部コネクタ
２０  電子制御ユニット
２２  回路基板
２３  基板表面
２３ａ，２５ａ  制御部領域
２３ｂ，２５ｂ  パワー部領域
２５  基板裏面
２６  外部コネクタ端子
２７  放熱エリア（放熱部）
２９  受熱エリア（受熱部）
３１  制御素子（マイクロプロセッサ）
３３  プリドライバ素子
３５  制御用電源素子（電源ＩＣ）
５６  コイル
５７  出力端子部
Ｃ１〜Ｃ３  電解コンデンサ
Ｃ１１〜Ｃ１３  制御電源用コンデンサ
Ｈ１〜Ｈ３  貫通孔
ＩＬ１〜ＩＬ１１  銅インレイ
【図１】
2020004887.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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