(57)【要約】【課題】より多くの素子を取り付けることが可能な構成を有する制御装置、および同装置を備えるモーターユニットを提供する。【解決手段】制御装置２０は、基板ハウジング９０および回路基板３０を有する。回路基板３０は、第１基板部分５０と、第１基板部分５０と対向する第２基板部分６０と、第１基板部分５０と第２基板部分６０との間に配置される中間基板部分７０と、第１基板部分５０と中間基板部分７０とを互いに連結し、折り曲げられる第１連結部分４１と、第２基板部分６０と中間基板部分７０とを互いに連結し、折り曲げられる第２連結部分４２と、第１基板表面５２に取り付けられる第１内部素子と、第２基板表面６２に取り付けられる第２内部素子と、中間基板背面７１に取り付けられる中間素子と、中間基板部分７０に取り付けられる外部端子３１とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ハウジングおよび回路基板を有する制御装置であって、
前記基板ハウジングは、
前記回路基板が配置される底壁、前記底壁から立ち上がる側壁、および前記側壁に囲まれて形成される収容空間を有し、
前記回路基板は、
平面形状を有し、前記底壁に取り付けられる第１基板背面、および前記第１基板背面とは反対側の面を形成する第１基板表面を有する第１基板部分と、
平面形状を有し、前記第１基板表面と対向する第２基板表面、および前記第２基板表面とは反対側の面を形成する第２基板背面を有する第２基板部分と、
前記第１基板部分と前記第２基板部分との間に配置され、前記側壁と対向する中間基板背面、および前記中間基板背面とは反対側の面を形成する中間基板表面を有する中間基板部分と、
前記第１基板部分と前記中間基板部分とを互いに連結し、前記第１基板表面が前記中間基板表面に接近する方向に折り曲げられる第１連結部分と、
前記第２基板部分と前記中間基板部分とを互いに連結し、前記第２基板表面が前記中間基板表面に接近する方向に折り曲げられる第２連結部分と、
前記第１基板表面に取り付けられる第１内部素子と、
前記第２基板表面に取り付けられる第２内部素子と、
前記中間基板背面に取り付けられる中間素子と、
前記中間基板部分に取り付けられる外部端子とを有する
制御装置。
【請求項２】
前記回路基板は、１または複数の前記中間素子を有し、コイル素子、コンデンサー素子、およびリレー素子の少なくとも１種類を前記１または複数の中間素子に含む
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１基板部分、前記第２基板部分、前記中間基板部分、前記第１連結部分、および前記第２連結部分は、連続する熱可塑性樹脂のフィルムにより一体的に形成される
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
電動モーター、および請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置を有するモーターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り曲げて配置される回路基板を有する制御装置、および同装置を有する電動モーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の回路基板は、基板本体、第１内部素子、第２内部素子、およびプレートを有する。基板本体は、第１基板部分、第２基板部分、および中間基板部分を有する。第１基板部分および第２基板部分は、互いに対向する。基板本体およびプレートは、互いに連結されることにより内部に空間を形成する。第１内部素子は、第１基板部分の第１基板表面に取り付けられる。第２内部素子は、第２基板部分の第２基板表面に取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記制御装置は、基板本体およびプレートにより形成される空間に第１内部素子および第２内部素子を配置する必要がある。このため、基板本体に取り付けることが可能な素子の個数を多くすることが難しい。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために創作されたものであり、より多くの素子を取り付けることが可能な構成を有する制御装置、および同装置を備えるモーターユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、基板ハウジングおよび回路基板を有する制御装置であって、前記基板ハウジングは、前記回路基板が配置される底壁、前記底壁から立ち上がる側壁、および前記側壁に囲まれて形成される収容空間を有し、前記回路基板は、平面形状を有し、前記底壁に取り付けられる第１基板背面、および前記第１基板背面とは反対側の面を形成する第１基板表面を有する第１基板部分と、平面形状を有し、前記第１基板表面と対向する第２基板表面、および前記第２基板表面とは反対側の面を形成する第２基板背面を有する第２基板部分と、前記第１基板部分と前記第２基板部分との間に配置され、前記側壁と対向する中間基板背面、および前記中間基板背面とは反対側の面を形成する中間基板表面を有する中間基板部分と、前記第１基板部分と前記中間基板部分とを互いに連結し、前記第１基板表面が前記中間基板表面に接近する方向に折り曲げられる第１連結部分と、前記第２基板部分と前記中間基板部分とを互いに連結し、前記第２基板表面が前記中間基板表面に接近する方向に折り曲げられる第２連結部分と、前記第１基板表面に取り付けられる第１内部素子と、前記第２基板表面に取り付けられる第２内部素子と、前記中間基板背面に取り付けられる中間素子と、前記中間基板部分に取り付けられる外部端子とを有する制御装置であることを要旨とする。
【０００７】
上記制御装置においては、中間基板部分の中間基板背面に中間素子が取り付けられる。このため、中間基板背面に中間素子が取り付けられないと仮定した構成と比較して、より多くの素子を回路基板に取り付けることが可能になる。
【０００８】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、前記回路基板は、１または複数の前記中間素子を有し、コイル素子、コンデンサー素子、およびリレー素子の少なくとも１種類を前記１または複数の中間素子に含む請求項１に記載の制御装置であることを要旨とする。
【０００９】
コイル素子、コンデンサー素子、およびリレー素子は、回路基板に取り付けられる素子において大型の素子に分類される。上記制御装置においては、そのような素子が中間基板部分の中間基板背面に取り付けられるため、第１基板表面または第２基板表面に同素子が取り付けられると仮定した構成と比較して、第１基板表面と第２基板表面との距離を短くすることが可能になる。
【００１０】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、前記第１基板部分、前記第２基板部分、前記中間基板部分、前記第１連結部分、および前記第２連結部分は、連続する熱可塑性樹脂のフィルムにより一体的に形成される請求項１または２に記載の制御装置であることを要旨とする。
【００１１】
上記制御装置の回路基板は、連続する熱可塑性樹脂のフィルムにより一体的に形成されているため、第１基板部分、第２基板部分、および中間基板部分を容易に折り曲げることができる。
【００１２】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、電動モーターおよび請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置を有するモーターユニットであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、より多くの素子を取り付けることが可能な構成を有する制御装置、およびを備えるモーターユニットを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の制御装置に関する正面図であり、同装置を有するモーターユニットの構成を示す部分断面図。
【図２】実施形態の制御装置に関する断面図。
【図３】実施形態の回路基板に関する正面図。
【図４】実施形態の制御装置に関するブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照してモーターユニット１の構成について説明する。
モーターユニット１は、電動モーター１０、および制御装置２０を有する。また、モーターユニット１は、モーターユニット１の外部の電源Ｂと接続するための電線１１０、およびアースＥと接続するための電線１１０をまとめたコネクター１００を有する。
【００１６】
電動モーター１０は、モーター本体１１、およびモーター本体１１を収容するモーターハウジング１２を有する。モーターハウジング１２は、円筒形状を有する。モーターハウジング１２は、制御装置２０の基板ハウジング９０と一体的に形成される。
【００１７】
図２に示されるように、制御装置２０は、回路基板３０、基板ハウジング９０、および回路基板３０と電動モーター１０（図１参照）とを接続するバスバー２１を有する。
基板ハウジング９０は、円筒形状を有し、内部に回路基板３０を収容する。基板ハウジング９０は、モーターハウジング１２に取り付けられる。基板ハウジング９０は、底壁９１、側壁９２、上壁９３、および側壁９２に囲まれて形成される収容空間９４を有する。
【００１８】
底壁９１は、モーターハウジング１２の一部として形成される。側壁９２は、底壁９１から立ち上がる。側壁９２は、開口部分９２Ａを有する。
開口部分９２Ａは、回路基板３０の外部端子３１と対向する部分に形成される。コネクター１００は、開口部分９２Ａを介して基板ハウジング９０の内部に挿入される。コネクター１００の各電線１１０は、各外部端子３１と接続される。
【００１９】
図２を参照して、回路基板３０の構造について説明する。
回路基板３０は、基板本体４０、外部端子３１、および回路素子８０を有する。
基板本体４０は、第１基板部分５０、第２基板部分６０、中間基板部分７０、第１連結部分４１、および第２連結部分４２を有する。
【００２０】
第１基板部分５０は、平面形状を有する。第１基板部分５０は、底壁９１に取り付けられる第１基板背面５１、および第１基板背面５１とは反対側の面を形成する第１基板表面５２を有する。第１基板部分５０は、四角片形状を有する。
【００２１】
第２基板部分６０は、平面形状を有する。第２基板部分６０は、第１基板表面５２と対向する第２基板表面６２、および第２基板表面６２とは反対側の面を形成する第２基板背面６１を有する。第２基板部分６０は、複数のバスバー端子３２を有する。第２基板部分６０は、四角片形状を有する。
【００２２】
中間基板部分７０は、第１基板部分５０と第２基板部分６０との間に配置され、側壁９２と対向する中間基板背面７１、および中間基板背面７１とは反対側の面を形成する中間基板表面７２を有する。中間基板部分７０は、複数の外部端子３１を有する。中間基板部分７０は、四角片形状を有する。
【００２３】
第１連結部分４１は、第１基板部分５０と中間基板部分７０とを互いに連結する。第１連結部分４１は、第１基板表面５２が中間基板表面７２に接近する方向に直角に折り曲げられる。
【００２４】
第２連結部分４２は、第２基板部分６０と中間基板部分７０とを互いに連結する。第２連結部分４２は、第２基板表面６２が中間基板表面７２に接近する方向に直角に折り曲げられる。
【００２５】
回路基板３０は、第１基板表面５２が中間基板表面７２に接近する方向に直角に折り曲げられ、第２基板表面６２が中間基板表面７２に接近する方向に直角に折り曲げられるため、図２に示す第１基板部分５０、第２基板部分６０、中間基板部分７０の平面方向に沿う方向から見た側面視において、回路基板３０の断面がＵ字形状を有する。
【００２６】
回路基板３０は、可撓性を有する多層プリント基板である。回路基板３０は、一般的なフレキシブル基板と比較して、形状の保持力が高い。すなわち、回路基板３０は、一般的なフレキシブル基板と比較して、硬い。回路基板３０は、第１基板部分５０、第２基板部分６０、中間基板部分７０、第１連結部分４１、および第２連結部分４２が、連続する熱可塑性樹脂のフィルムにより一体的に形成される。具体的には、回路基板３０は、パターン加工が施された状態の熱可塑性樹脂のフィルムを一度の熱プレスにより多層化する製造方法により製造される。なお、層間接続材料としては、金属ペーストが用いられる。この多層プリント基板としては、例えばＰＡＬＡＰ（登録商標）が挙げられる。
【００２７】
図３を参照して、回路基板３０の電気的な構成について説明する。
基板本体４０には、電源回路８０Ａ、パワー回路８０Ｂ、制御回路８０Ｃが取り付けられる。
【００２８】
電源回路８０Ａは、回路素子８０として、コンデンサー素子８１、コイル素子８２、およびリレー素子８３を有する。コンデンサー素子８１、およびリレー素子８３は、第１基板表面５２に取り付けられる。コイル素子８２は、中間基板背面７１に取り付けられる。すなわち、電源回路８０Ａは、第１基板部分５０および中間基板部分７０にわたり取り付けられる。
【００２９】
パワー回路８０Ｂは、回路素子８０として、スイッチング素子８４を有する。スイッチング素子８４は、第１基板表面５２に取り付けられる。すなわち、パワー回路８０Ｂは、第１基板部分５０に取り付けられる。
【００３０】
制御回路８０Ｃは、回路素子８０として、集積回路８５を有する。集積回路８５は、第２基板表面６２に取り付けられる。すなわち、制御回路８０Ｃは、第２基板部分６０に取り付けられる。電源回路８０Ａにおいて、第２基板部分６０に形成される部分、すなわちコンデンサー素子８１およびリレー素子８３と対応する部分は、制御回路８０Ｃよりも中間基板部分７０に近い部分に取り付けられる。
【００３１】
なお、スイッチング素子８４、コンデンサー素子８１、およびリレー素子８３は、第１内部素子に相当する。集積回路８５は、第２内部素子に相当する。コイル素子８２は、中間素子に相当する。
【００３２】
外部端子３１は、電源端子３１Ａおよび接地端子３１Ｂを有する。電源端子３１Ａおよび接地端子３１Ｂは、基板本体４０を貫通するピンである。電源端子３１Ａおよび接地端子３１Ｂは、中間基板部分７０に取り付けられる。
【００３３】
バスバー端子３２は、基板本体４０を貫通するピンである。バスバー端子３２は、第２基板部分６０に取り付けられる。バスバー端子３２は、第２基板部分６０において、制御回路８０Ｃよりも中間基板部分７０から遠い部分に形成される。
【００３４】
図４を参照して、モーターユニット１の電気的な構成について説明する。
回路基板３０は、第１接地配線３３Ａ、第２接地配線３３Ｂ、および中間接地配線３３Ｃを有する。第１接地配線３３Ａは、第１基板部分５０に取り付けられる全部の回路素子８０、すなわちスイッチング素子８４、コンデンサー素子８１、およびリレー素子８３を一括して接地する。第２接地配線３３Ｂは、第２基板部分６０に取り付けられる全部の回路素子８０、すなわち集積回路８５を一括して接地する。中間接地配線３３Ｃは、中間基板部分７０に取り付けられる全部の回路素子８０、すなわちコイル素子８２を一括して接地する。第１接地配線３３Ａおよび第２接地配線３３Ｂは、接地側端部３３Ｘが中間接地配線３３Ｃに接続される。中間接地配線３３Ｃは、接地端子３１Ｂを介してアースＥに接続される。すなわち、電源回路８０Ａ、パワー回路８０Ｂ、および制御回路８０Ｃは、アースＥに一点接地される。
【００３５】
本実施形態のモーターユニット１は、以下の効果を奏する。
（１）制御装置２０においては、中間基板部分７０の中間基板背面７１にコイル素子８２が取り付けられる。このため、中間基板背面７１にコイル素子８２が取り付けられないと仮定した構成と比較して、より多くの回路素子８０を回路基板３０に取り付けることが可能になる。
【００３６】
（２）コイル素子８２、コンデンサー素子８１、およびリレー素子８３は、回路基板３０に取り付けられる回路素子８０において大型の回路素子８０に分類される。制御装置２０においては、そのような回路素子８０が中間基板部分７０の中間基板背面７１に取り付けられるため、第１基板表面５２または第２基板表面６２に同回路素子８０が取り付けられると仮定した構成と比較して、第１基板表面５２と第２基板表面６２との距離を短くすることが可能になる。
【００３７】
（３）制御装置２０の回路基板３０は、連続する熱可塑性樹脂のフィルムにより一体的に形成されているため、第１基板部分５０、第２基板部分６０、および中間基板部分７０を容易に折り曲げることができる。
【００３８】
（４）制御装置２０においては、パワー回路８０Ｂが第１基板部分５０に取り付けられ、制御回路８０Ｃが第２基板部分６０に取り付けられる。すなわち、パワー回路８０Ｂおよび制御回路８０Ｃが離れた位置に取り付けられるため、制御回路８０Ｃおよびパワー回路８０Ｂの信号が互いに影響を及ぼし合うことが抑制される。
【００３９】
（５）制御装置２０においては、外部端子３１が中間基板部分７０に取り付けられ、電源回路８０Ａが中間基板部分７０および中間基板部分７０の近傍にわたる部分に取り付けられる。すなわち、電源回路８０Ａの回路素子８０が電源回路８０Ａ以外の回路素子８０、すなわちパワー回路８０Ｂの回路素子８０および制御回路８０Ｃの回路素子８０よりも外部端子３１の近くに配置される。このため、電源回路８０Ａのインピーダンスが小さくなる。
【００４０】
（６）制御装置２０においては、パワー回路８０Ｂが第１基板表面５２に取り付けられるため、パワー回路８０Ｂの熱が第１基板部分５０を介してハウジング９０の底壁９１に移動する。このため、パワー回路８０Ｂの温度上昇が抑制される。
【００４１】
（７）制御装置２０においては、中間接地配線３３Ｃにより回路基板３０の回路素子８０が一括して接地されるため、例えば、第１基板部分５０の回路素子８０群、第２基板部分６０の回路素子８０群、および中間基板部分７０の回路素子８０群を個別に接地する構成と比較して、接地のための配線の取り回しが簡素化さ、一点で接地される。このため、接地のための配線間において相互に影響を及ぼし合うことが抑制される。
【００４２】
（８）制御装置２０においては、基板ハウジング９０に開口部分９２Ａが形成されるため、外部端子３１の位置を基板ハウジング９０の外部から確認することができる。このため、外部機器の端子を外部端子３１に容易に接続することができる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００４４】
・実施形態の電源回路８０Ａは、中間基板部分７０および第２基板部分６０のうちの中間基板部分７０の近傍にわたる部分に取り付けられる。一方、変形例の電源回路８０Ａは、電源回路８０Ａの全体が中間基板部分に取り付けられる。また、別の変形例の電源回路８０Ａは、中間基板部分７０および第１基板部分５０のうちの中間基板部分７０の近傍にわたる部分に取り付けられる。さらに別の変形例の電源回路８０Ａは、第２基板部分６０のうちの制御回路８０Ｃよりも中間基板部分７０から遠い部分に取り付けられる。
【００４５】
・実施形態のパワー回路８０Ｂは、第１基板部分５０に取り付けられる。一方、変形例のパワー回路８０Ｂは、少なくともその一部が第２基板部分６０または中間基板部分７０に取り付けられる。
【００４６】
・実施形態の制御回路８０Ｃは、第２基板部分６０に取り付けられる。一方、変形例の制御回路８０Ｃは、少なくともその一部が第１基板部分５０または中間基板部分７０に取り付けられる。
【００４７】
・実施形態の第１接地配線３３Ａおよび第２接地配線３３Ｂは、接地側端部３３Ｘが中間接地配線３３Ｃに接続される。一方、変形例の第１接地配線３３Ａおよび第２接地配線３３Ｂは、接地側端部３３Ｘが中間接地配線３３Ｃに接続されない。この場合、第１接地配線３３Ａおよび第２接地配線３３Ｂは、中間接地配線３３Ｃとは各別にアースＥに接地される。
【００４８】
・実施形態の回路基板３０は、中間基板背面７１にコイル素子８２を有する。一方、変形例の回路基板３０は、中間基板背面７１にコイル素子８２に代えてまたは加えて、コンデンサー素子８１およびリレー素子８３の少なくとも一方を有する。または、他の回路素子８０を有する。
【００４９】
・実施形態の複数の外部端子３１は、基板本体４０を貫通するピンである。一方、変形例の複数の外部端子３１は、少なくとも１つがスルーホールである。なお、この場合、コネクター１００は、スルーホールを貫通するためのピン端子を有する。
【００５０】
・実施形態の制御装置２０は、第１基板部分５０および中間基板部分７０の曲げ角度が直角を有する。一方、変形例の制御装置２０は、第１基板部分５０および中間基板部分７０の曲げ角度が鈍角または鋭角を有する。
【００５１】
・実施形態の制御装置２０は、第２基板部分６０および中間基板部分７０の曲げ角度が直角を有する。一方、変形例の制御装置２０は、第２基板部分６０および中間基板部分７０の曲げ角度が鈍角または鋭角を有する。
【００５２】
・実施形態の回路基板３０は、第１基板部分５０、第２基板部分６０、および中間基板部分７０が四角辺形状を有する。一方、変形例の回路基板３０は、第１基板部分５０、第２基板部分６０、および中間基板部分７０の少なくとも１つが三角形状、五角形以上の多角形状、または楕円形状を有する。
【００５３】
・実施形態の制御装置２０は、平面形状の中間基板部分７０を有する。一方、変形例の制御装置２０は、湾曲する中間基板部分７０を有する。この場合、第１基板部分５０および第２基板部分６０を一般的なリジッド基板とし、中間基板部分７０を一般的なフレキシブル基板とすることもできる。
【００５４】
・実施形態の制御装置２０は、一般的なフレキシブル基板と比較して、形状の保持力が高い回路基板３０を有する。一方、変形例の制御装置２０は、一般的なフレキシブル基板としての回路基板３０を有する。
【００５５】
・実施形態の基板ハウジング９０は、側壁９２の外部端子３１と対向する部分に開口部分９２Ａを有する。一方、変形例の基板ハウジング９０は、側壁９２の外部端子３１と対向しない部分、底壁９１、または上壁９３に開口部分９２Ａを有する。
【００５６】
・実施形態の基板ハウジング９０は、上壁９３を有する。一方、変形例の基板ハウジング９０は、上壁９３を省略している。
・実施形態の基板ハウジング９０は、モーターハウジング１２に取り付けられる。一方、変形例の基板ハウジング９０は、モーターハウジング１２には取り付けられない。
【００５７】
・実施形態の制御装置２０を電動モーター１０以外の制御装置として搭載することもできる。要するに、回路基板および基板ハウジングを備える制御装置であれば、いずれの装置の制御装置に対しても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…モーターユニット、１０…電動モーター、２０…制御装置、３０…回路基板、３１…外部端子、４０…基板本体、４１…第１連結部分、４２…第２連結部分、５０…第１基板部分、５１…第１基板背面、５２…第１基板表面、６０…第２基板部分、６１…第２基板背面、６２…第２基板表面、７０…中間基板部分、７１…中間基板背面、７２…中間基板表面、８０…回路素子、８１…コンデンサー素子（第１内部素子）、８２…コイル素子（中間素子）、８３…リレー素子（第１内部素子）、８４…スイッチング素子（第１内部素子）、８５…集積回路（第２内部素子）、９０…基板ハウジング、９１…底壁、９２…側壁、９４…収容空間。
【図１】
2014011400.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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