(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な構成にて、連鎖的な短絡故障の発生を回避することのできる駆動回路の冷却構造を提供する。【解決手段】一対のスイッチング素子１８Ｈ、１８Ｌを直列に接続してなるスイッチングアームを備えた駆動回路の冷却構造であって、前記各スイッチング素子１８Ｈ、１８Ｌに接触して該各スイッチング素子１８Ｈ、１８Ｌの発熱を放出するヒートシンク３１を備えるとともに、ヒートシンク３１を介した熱伝導による放熱量を電源側（高電位側）に接続された上段ＦＥＴ１８Ｈと接地側（低電位側）に接続された下段ＦＥＴ１８Ｌとの間で異なる設定にする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のスイッチング素子を直列に接続してなるスイッチングアームを備えた駆動回路の冷却構造であって、
前記各スイッチング素子に接触して該各スイッチング素子の発熱を放出するヒートシンクを備えるとともに、該ヒートシンクを介した熱伝導による放熱量を電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子との間で異なる設定にしたこと、
を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記電源側と前記接地側とで別体に形成された前記ヒートシンクを用いたこと、
を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記ヒートシンクは、複数の放熱フィンを有するものであって、
前記電源側と前記接地側とで前記各放熱フィンの大きさ又は数の少なくとも何れかが異なる設定にしたこと、を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記電源側と前記接地側とで前記スイッチング素子とヒートシンクとの間の接触面積が異なる設定にしたこと、を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項５】
請求項４に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記ヒートシンクの接触面に、複数の溝を形成してなる低接触部を設けたこと、
を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記電源側と前記接地側とで前記スイッチング素子と前記ヒートシンクとの間の熱伝導率が異なる設定にしたこと、を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記ヒートシンクの接触面に、熱伝導率の異なる介挿体を配したこと、
を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の駆動回路の冷却構造において、
前記接地側の放熱量よりも前記電源側の放熱量が大きくなるように設定したこと、
を特徴とする駆動回路の冷却構造。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の駆動回路の冷却構造を有するモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータ制御装置を備えた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、複数のスイッチング素子を接続してなる駆動回路の冷却構造、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、モータ用の駆動回路は、複数のスイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ等）を接続することにより形成される。具体的には、直列接続された一対のスイッチング素子によりスイッチングアームが形成される。そして、例えば、駆動対象が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のモータコイルを有するブラシレスモータである場合、その各相モータコイルに対応して３つスイッチングアームを並列に接続する構成が一般的となっている（例えば、特許文献１（第１４図）参照）。
【０００３】
即ち、上記駆動回路において、各スイッチングアームを構成する電源側（上段側）及び接地側（下段側）の各スイッチング素子は、その一方が「オン」となるとき、他方は「オフ」となる。そして、モータ回転角（電気角）に応じて、これら各スイッチング素子がオン／オフする組み合わせ、即ちスイッチングパターンを順次切り替えることにより、その対応するブラシレスモータに三相の駆動電力を出力することが可能となっている。
【０００４】
尚、駆動対象がブラシ付の直流モータである場合、駆動回路は、二つのスイッチングアームを並列に接続することにより形成される。そして、そのオン作動するスイッチングアームの切替により通電方向を規定するとともに、その電源側のスイッチング素子のオンＤｕｔｙを制御することにより、その通電する電流量を制御することが可能となっている。
【０００５】
また、このようなスイッチングアームを基本単位とする駆動回路では、各スイッチングアームを構成する電源側及び接地側のスイッチング素子が同時にオンとなる故障、即ち所謂アーム短絡が発生した場合には、大電流が回路に流れることになることから、そのアーム短絡の影響を最小限に抑えることが最も重要な課題となっている。このため、従来、当該アーム短絡の発生に相当する大電流を検知した場合には、各スイッチング素子をオフ作動させて通電を遮断することにより、速やかにフェイルセーフを図る構成が一般的となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４３３８５６号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０３５５１９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようなアーム短絡は、何れかのスイッチング素子に生じた短絡故障（ショート／溶着）を主たる発生要因とする。そして、その短絡故障は、多くの場合、当該スイッチング素子の過熱により引き起こされる。
【０００８】
即ち、何れかのスイッチング素子に短絡故障が発生するような状況においては、当該スイッチング素子とともにスイッチングアームを形成する他方のスイッチング素子もまた、極めて短絡故障が発生しやすい状況にある。このため、アーム短絡の発生により流れる大電流によって、瞬時に上下段のスイッチング素子に連鎖的な短絡故障が発生する可能性があり、その結果、上記のような遮断制御が有効に機能しなくなるおそれがある。
【０００９】
尚、特許文献２には、電源側及び接地側の各スイッチング素子の一方から当該各スイッチング素子に対応する制御回路に過電圧が印加された場合、他方側の各スイッチング素子又はその対応する制御回路に対する当該過電圧の印加を遮断する過電圧遮断部を備える構成が開示されている。しかしながら、このような過電圧遮断部を形成することで回路が複雑化し、これが製造コストを押し上げる要因になるという課題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、連鎖的な短絡故障の発生を回避することができる駆動回路の冷却構造、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、一対のスイッチング素子を直列に接続してなるスイッチングアームを備えた駆動回路の冷却構造であって、前記各スイッチング素子に接触して該各スイッチング素子の発熱を放出するヒートシンクを備えるとともに、該ヒートシンクを介した熱伝導による放熱量を電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子との間で異なる設定にしたこと、を要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子との間に放熱量の相違に基づく温度差が生ずる。これにより、その放熱量の少ない側が過熱状態にある状況においても、他方、放熱量の大きい側には更なる温度上昇の余地を残すことができ、その結果、両者の連鎖的な短絡故障を回避することができる。そして、これより、各スイッチング素子のオフ作動による通電遮断制御の有効性を担保することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記電源側と前記接地側とで別体に形成された前記ヒートシンクを用いたこと、を要旨とする。
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子とにそれぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記ヒートシンクは、複数の放熱フィンを有するものであって、前記電源側と前記接地側とで前記各放熱フィンの大きさ又は数の少なくとも何れかが異なる設定にしたこと、を要旨とする。
【００１５】
即ち、ヒートシンクの放熱力（冷却性能）は、その表面積に依存する。そして、上記構成によれば、容易に、その電源側と接地側とに異なる表面積を設定することができ、これにより、その対応する電源側及び接地側の各スイッチング素子に、それぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記電源側と前記接地側とで前記スイッチング素子とヒートシンクとの間の接触面積が異なる設定にしたこと、を要旨とする。
即ち、スイッチング素子からヒートシンクに伝導する熱量は、その接触面積に依存する。従って、上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子とにそれぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記ヒートシンクの接触面に、複数の溝を形成してなる低接触部を設けたこと、を要旨とする。
上記構成によれば、簡素な構成にて、その接触面積を低減することができ、これにより、その伝導する熱量を制限して放熱力の低い部分を形成することができる。そして、その冷却性能の低い低接触部を電源側又は接地側の何れか一方に配置することで、電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子とにそれぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記電源側と前記接地側とで前記スイッチング素子と前記ヒートシンクとの間の熱伝導率が異なる設定にしたこと、を要旨とする。
即ち、スイッチング素子からヒートシンクに伝導する熱量は、その接触部分の熱伝導率に依存する。従って、上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、電源側のスイッチング素子と接地側のスイッチング素子とにそれぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記ヒートシンクの接触面に、熱伝導率の異なる介挿体を配したこと、を要旨とする。
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、電源側と接地側とでスイッチング素子とヒートシンクとの間の熱伝導率を相違させることができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記接地側の放熱量よりも前記電源側の放熱量が大きくなるように設定したこと、を要旨とする。
即ち、一対のスイッチング素子を直列に接続してなるスイッチングアームを備えた駆動回路では、その構造上、電源側のスイッチング素子よりも接地側のスイッチング素子の方がより低い駆動電圧（ゲート駆動電圧）でオン作動する。このため、過熱による短絡故障もまた、接地側のスイッチング素子において起こりやすい。従って、上記構成によれば、電源側及び接地側のスイッチング素子間において、その短絡故障に至るまでの許容量、即ち熱耐性差をより大きくすることができる。その結果、より有効に両者の連鎖的な短絡故障を回避することができるようになる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の駆動回路の冷却構造を有するモータ制御装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、簡素な構成にて、より確実にフェイルセーフを図ることが可能なモータ制御装置を提供することができる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、より確実にフェイルセーフを図ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、簡素な構成にて、連鎖的な短絡故障の発生を回避することが可能な駆動回路の冷却構造、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。
【図３】駆動回路を構成する各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図。
【図４】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図。
【図５】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図。
【図６】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図（第２の実施形態）。
【図７】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（第２の実施形態）。
【図８】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（第３の実施形態）。
【図９】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図（第４の実施形態）。
【図１０】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図（第４の実施形態）。
【図１１】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（第４の実施形態）。
【図１２】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図（第５の実施形態）。
【図１３】第５の実施形態におけるヒートシンクの斜視図。
【図１４】Ａ−Ａ断面図。
【図１５】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（別例）。
【図１６】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（別例）。
【図１７】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの側面図（別例）。
【図１８】各ＦＥＴ及び該各ＦＥＴに接触するヒートシンクの斜視図（別例）。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００２６】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。本実施形態では、モータ１２には、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づき回転するブラシレスモータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、同モータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２８】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されており、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を演算する。そして、その目標アシスト力に相当するモータトルクを発生させるべく、モータ１２に対して駆動電力を供給することにより、同モータ１２を駆動源とするＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている（パワーアシスト制御）。
【００２９】
次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、同マイコン１７の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。
【００３０】
本実施形態の駆動回路１８は、スイッチング素子としての複数のＦＥＴ１８ａ〜１８ｆを接続してなる。具体的には、駆動回路１８は、ＦＥＴ１８ａ，１８ｄ、ＦＥＴ１８ｂ，１８ｅ、及びＦＥＴ１８ｃ，１８ｆの各組の直列回路を並列に接続してなり、ＦＥＴ１８ａ，１８ｄ、ＦＥＴ１８ｂ，１８ｅ、ＦＥＴ１８ｃ，１８ｆの各接続点１９ｕ，１９ｖ，１９ｗはそれぞれモータ１２の各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに接続されている。
【００３１】
即ち、本実施形態の駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（スイッチングアーム）として、各相に対応する３つのスイッチングアーム１８ｕ，１８ｖ，１８ｗを並列に接続してなる周知のＰＷＭインバータとして構成されている。そして、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのスイッチング状態を規定するゲートオン／オフ信号となっている。
【００３２】
そして、それぞれのゲート端子に印加されるモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆがオン／オフし、各相のモータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源（バッテリ）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換され、モータ１２へと出力されるようになっている。
【００３３】
また、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗが設けられている。尚、本実施形態の各電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、回路に対して直列接続された抵抗（シャント抵抗）の端子間電圧に基づき電流検出を行う周知の構成を有している。そして、各電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、駆動回路１８内、詳しくは、モータ１２の各相に対応する上記３つのスイッチングアーム１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ、即ちＦＥＴ１８ａ，１８ｄ、ＦＥＴ１８ｂ，１８ｅ、及びＦＥＴ１８ｃ，１８ｆの各直列回路の低電位側（接地側、図２中下側）に設けられている。
【００３４】
本実施形態のマイコン１７は、これら各電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの出力信号に基づき各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出する。また、マイコン１７には、これらの各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwとともに、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖ、並びにモータ１２に設けられた回転角センサ２２により検出される同モータ１２の回転角（電気角）θが入力される。そして、マイコン１７は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、上記駆動回路１８に対するモータ制御信号の出力を実行する。
【００３５】
また、本実施形態のマイコン１７は、上記検出される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを監視する。そして、アーム短絡の発生に相当する大電流を検知した場合には、速やかに各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆをオフ作動させてフェイルセーフを図る構成となっている。
【００３６】
（駆動回路の冷却）
次に、本実施形態における駆動回路の冷却構造について説明する。
図３及び図４に示すように、本実施形態では、上記ＥＣＵ１１の基板３０上には、ヒートシンク３１が固定されている。また、スイッチング素子としての各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆは、このヒートシンク３１に固定されている。尚、本実施形態では、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆは、螺子３２を用いた締結により、ヒートシンク３１の側面に形成された接触面３３に固定されている。そして、上記駆動回路１８は、これら各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆから延びる接続端子３４を基板３０上に配線された電子回路（図示略）に接続することにより形成されている。
【００３７】
即ち、本実施形態での駆動回路１８は、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆに接触するヒートシンク３１を介して当該各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆの発熱を外気に放出する周知の冷却構造を有している。そして、本実施形態では、このヒートシンク３１を介した熱伝導による放熱量を、電源側（高電位側）に接続された上段ＦＥＴ１８Ｈ（ＦＥＴ１８ａ〜１８ｃ）と接地側（低電位側）に接続された下段ＦＥＴ１８Ｌ（ＦＥＴ１８ｅ〜１８ｆ）との間で異なる設定とすることにより、その過熱を要因とした連鎖的な短絡故障を回避する構成となっている。
【００３８】
詳述すると、本実施形態では、基板３０上には、別体に形成されたヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌが設けられている。尚、本実施形態では、各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌは、熱伝導率の高い金属（例えば、アルミ合金等）により形成されている。そして、これら各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌは、その熱伝導による放熱量が互いに異なる設定となっている。また、駆動回路１８を構成する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆは、その上段ＦＥＴ１８Ｈ（ＦＥＴ１８ａ〜１８ｃ）及び下段ＦＥＴ１８Ｌ（ＦＥＴ１８ｅ〜１８ｆ）に別れて二列に整列配置されている。そして、それぞれ、その対応するヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌに固定されることにより、当該各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌと接触する構成となっている。
【００３９】
さらに詳述すると、図４及び図５に示すように、本実施形態のヒートシンク３１（３１Ｈ，３１Ｌ）は、上記のような各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆとの接触面３３を有する接触部３５と、多数の放熱フィン３６とを有した周知の構造を有している。
【００４０】
具体的には、上段ＦＥＴ１８Ｈに対応するヒートシンク３１Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク３１Ｌは、それぞれ、その平板状に形成された接触部３５を立設する態様で基板３０上に固定されている。そして、各放熱フィン３６（３６Ｈ，３６Ｌ）は、上記接触面３３とは反対側の面から側方に向かって延設されている。尚、本実施形態では、各放熱フィン３６は、基板３０と直交する方向に延びる平板状に形成されている。そして、各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌは、その各放熱フィン３６を向かい合わせる態様で基板３０上に固定されている。
【００４１】
ここで、各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌは、同一形状の上記接触部３５を有するとともに、同一の間隔で整列配置された同数の放熱フィン３６を有している。更に、各放熱フィン３６は、その厚み及び高さ（基板３０と直交する方向の長さ）が等しく形成されている。そして、本実施形態では、ヒートシンク３１Ｈの放熱フィン３６Ｈの延伸長（図５参照、基板３０に沿う方向の長さ）ｗ１は、ヒートシンク３１Ｌの放熱フィン３６Ｌの延伸長ｗ２よりも長く設定されている。
【００４２】
即ち、本実施形態では、各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌに対し、互いに大きさの異なる放熱フィン３６Ｈ，３６Ｌを配することにより、両者に異なる表面積が設定されている。そして、本実施形態では、これにより、下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク３１Ｌよりも上段ＦＥＴ１８Ｈ上に対応するヒートシンク３１Ｈの放熱力（冷却性能）を高くして、当該上段ＦＥＴ１８Ｈ側の方が、その放熱量が大きくなるように設計されている。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ヒートシンク３１を介した熱伝導による放熱量を電源側（高電位側）に接続された上段ＦＥＴ１８Ｈと接地側（低電位側）に接続された下段ＦＥＴ１８Ｌとの間で異なる設定にした。
【００４４】
上記構成によれば、上段ＦＥＴ１８Ｈと下段ＦＥＴ１８Ｌとの間に放熱量の相違に基づく温度差が生ずる。これにより、その放熱量の少ない側が過熱状態にある状況においても、他方、放熱量の大きい側には更なる温度上昇の余地を残すことができ、その結果、両者の連鎖的な短絡故障を回避することができる。そして、これより、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオフ作動による通電遮断制御の有効性を担保することができる。
【００４５】
（２）基板３０上には、別体に形成されたヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌが設けられる。そして、上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌは、それぞれ、その対応するヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌと接触する。これより、構成簡素且つ容易に、上段ＦＥＴ１８Ｈと下段ＦＥＴ１８Ｌとにそれぞれ異なる放熱量を設定することができる。
【００４６】
（３）接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が放熱量が大となるように設定される。
即ち、駆動回路１８の構造上、上段ＦＥＴ１８Ｈよりも下段ＦＥＴ１８Ｌの方がより低い駆動電圧（ゲート駆動電圧）でオン作動する。このため、過熱による短絡故障もまた、下段ＦＥＴ１８Ｌにおいて起こりやすい。従って、上記構成によれば、上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌ間において、その短絡故障に至るまでの許容量、即ち熱耐性差をより大きくすることができる。その結果、より有効に両者の連鎖的な短絡故障を回避することができるようになる。
【００４７】
（４）上段ＦＥＴ１８Ｈに対応するヒートシンク３１Ｈの放熱フィン３６Ｈの延伸長ｗ１は、下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク３１Ｌの放熱フィン３６Ｌの延伸長ｗ２よりも高く設定される。
【００４８】
上記構成によれば、容易に、ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌ間に異なる表面積を設定して、その対応する上段ＦＥＴ１８Ｈと下段ＦＥＴ１８Ｌとの間で放熱量の異なる設定とすることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
図６及び図７に示すように、本実施形態では、一のヒートシンク４１により駆動回路１８の各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆを冷却する構造が採用されている。
詳述すると、ヒートシンク４１は、基板３０に固定される平板状の基部４２を備えており、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈとの接触面４３Ｈを有する第１接触部４５Ｈ及び接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌとの接触面４３Ｌを有する第２接触部４５Ｌは、互いに平行する態様で、それぞれ、基部４２の対向する二辺に沿うように立設されている。そして、各放熱フィン４６は、これら第１接触部４５Ｈ及び第２接触部４５Ｌと平行する態様で、基部４２上に立設されている。
【００５１】
また、本実施形態では、第２接触部４５Ｌ側の接触面４３Ｌには、複数の溝４７を形成することにより、その下段ＦＥＴ１８Ｌとの接触面積が低減された低接触部４８が設けられている。そして、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌは、この低接触部４８においてヒートシンク４１に固定されることにより、当該ヒートシンク４１に対する接触面積が、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈよりも小さくなるようになっている。
【００５２】
即ち、冷却対象との接触面積を低減してその伝導する熱量を制限することにより、放熱力の低い部分を形成することができる。そして、本実施形態では、その冷却性能の低い低接触部４８を接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌに接触させることで、当該下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が、相対的に、その熱伝導による放熱量が大となるように設計されている。
【００５３】
そして、本実施形態では、これにより、上記第１の実施形態と同様、その接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌが過熱状態にある状況においても、他方、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈについては、その更なる温度上昇の余地を残して、両者の連鎖的な短絡故障を回避することが可能となっている。
【００５４】
（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第２の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
図８に示すように、本実施形態のヒートシンク５１は、上記第２の実施形態におけるヒートシンク４１のような低接触部４８を有していない（図６及び図７参照）。そして、同ヒートシンク５１において、その電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈとの接触面５３Ｈ及び接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌとの接触面５３Ｌには、それぞれ、互いに熱伝導率の異なる介挿体５４Ｈ，５４Ｌが設けられている。
【００５６】
詳述すると、本実施形態では、上記各介挿体５４Ｈ，５４Ｌは、同一形状（ともに薄板状）に形成されている。また、上段ＦＥＴ１８Ｈに対応する介挿体５４Ｈは、ヒートシンク４１の本体部分（基部４２、第１接触部４５Ｈ及び第２接触部４５Ｌ、並びに放熱フィン４６）と同一のアルミ合金からなる一方、下段ＦＥＴ１８Ｌに対応する介挿体５４Ｌは、当該アルミ合金よりも熱伝導率の低い素材（例えば、エポキシ樹脂等）により形成されている。そして、上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌは、これらの介挿体５４Ｈ，５４Ｌと接触するように、それぞれ、その対応する第１接触部４５Ｈ及び第２接触部４５Ｌに固定されている。
【００５７】
即ち、本実施形態では、ヒートシンク４１との間の熱伝導率を相違させることにより、その熱伝導による放熱量が、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈと接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌとで異なる設定となるように構成されている。そして、これにより、その熱伝導による放熱量を、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈを大とすることによって、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることが可能となっている。
【００５８】
（第４の実施形態）
以下、本発明を具体化した第４の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５９】
図９に示すように、本実施形態では、駆動回路１８を構成するスイッチング素子としての各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆは、電源側（高電位側）に接続された上段ＦＥＴ１８Ｈ（ＦＥＴ１８ａ〜１８ｃ）及び接地側（低電位側）に接続された下段ＦＥＴ１８Ｌ（ＦＥＴ１８ｅ〜１８ｆ）に別れて二列に整列された状態で基板３０上に実装されている。そして、本実施形態では、これら各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆ上にヒートシンク６１を載置して当該各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆに接触させることにより、その発熱を外気に放出する冷却構造が採用されている。
【００６０】
詳述すると、図９〜図１１に示すように、本実施形態では、上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌには、それぞれ、別体に形成されたヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌが載置されている。尚、本実施形態では、各ヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌは、熱伝導率の高い金属（例えば、アルミ合金等）により形成されている。そして、本実施形態では、これら各ヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌは、その熱伝導による放熱量が互いに異なる設定となっている。
【００６１】
さらに詳述すると、本実施形態のヒートシンク６１（６１Ｈ，６１Ｌ）は、平板状をなす基部６２の下面を接触面６３として各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆ上に載置されるとともに、その基部６２上に多数の放熱フィン６６を立設してなる周知の構造を有している。
【００６２】
具体的には、本実施形態では、各ヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌにおいて、その対応する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆへの載置により当該各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆに接触する基部６２の形状は、同一となっている。また、その各基部６２上には、それぞれ、平板状に形成されるとともに等しく厚みが設定された同数の放熱フィン６６が、同一の間隔で整列配置されている。そして、本実施形態では、上段ＦＥＴ１８Ｈに対応するヒートシンク６１Ｈの放熱フィン６６Ｈの高さｈ１は、下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク６１Ｌの放熱フィン６６Ｌの高さｈ２よりも高く設定されている。
【００６３】
即ち、本実施形態もまた、上記第１の実施形態と同様、各ヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌに対し、互いに大きさの異なる放熱フィン６６Ｈ，６６Ｌを配することにより、両者に異なる表面積が設定されている。そして、下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク６１Ｌよりも上段ＦＥＴ１８Ｈ上に対応するヒートシンク６１Ｈの放熱力（冷却性能）を高くして、当該上段ＦＥＴ１８Ｈ側の方が、その放熱量が大きくなるように設計されている。
【００６４】
そして、本実施形態では、これにより、その接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌが過熱状態にある状況においても、他方、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈについては、その更なる温度上昇の余地を残して、両者の連鎖的な短絡故障を回避することが可能となっている。
【００６５】
（第５の実施形態）
以下、本発明を具体化した第５の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第４の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６６】
図１２に示すように、本実施形態では、駆動回路１８を構成する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆ上には、その基部６２及び各放熱フィン６６が一体に形成された一のヒートシンク７１が載置されている。そして、本実施形態では、この一つのヒートシンク７１により、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈと接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌの間で、その熱伝導による放熱量が異なる態様で、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆを冷却する構成となっている。
【００６７】
詳述すると、図１３及び図１４に示すように、本実施形態のヒートシンク７１には、その各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆと接触する接触面７３に、複数の溝７７を形成することにより接触面積が低減された低接触部７８が設けられている。そして、本実施形態では、この低接触部７８が接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌ上に位置するようにヒートシンク７１を載置することにより、当該ヒートシンク７１に対する接触面積が、当該下段ＦＥＴ１８Ｌと電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈとで異なる設定となっている。
【００６８】
即ち、本実施形態においてもまた、上記第２の実施形態と同様、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆとヒートシンク７１との接触面積を低減してその伝導する熱量を制限することにより、放熱力の低い部分を形成する。そして、その冷却性能の低い低接触部７８を接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌに接触させることで、当該下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が、相対的に、その熱伝導による放熱量が大となるように設計されている。
【００６９】
そして、本実施形態では、これにより、その接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌが過熱状態にある状況においても、他方、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈについては、その更なる温度上昇の余地を残して、両者の連鎖的な短絡故障を回避することが可能となっている。
【００７０】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明をＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２の作動を制御するモータ制御装置としてのＥＣＵ１１に具体化した。しかし、これに限らず、ＥＰＳ以外の用途に適用してもよい。
【００７１】
・また、ＥＰＳの形式についても所謂コラム型に限らず、所謂ピニオン型やラックアシスト型であってもよい。
・更に、上記各実施形態では、ブラシレスモータを駆動する駆動回路１８の冷却構造に具体化した。しかし、これに限らず、直流モータ用の駆動回路の冷却に適用してもよい。そして、更に、一対のスイッチング素子を直列に接続してなるスイッチングアームを備えた駆動回路の冷却構造であれば、モータ制御装置以外の駆動回路の冷却に適用してもよい。
【００７２】
・上記各実施形態では、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が放熱量が大となるように設定されることとした。しかし、これに限らず、反対に、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈよりも接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌの方が放熱量が大となるように設定してもよい。尚、上述のように、両者間の熱耐性差を大きくするならば、その過熱による短絡故障の起こりやすさから、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が放熱量が大とした方が有利であることはいうまでもない。
【００７３】
・上記第１の実施形態では、放熱フィン３６Ｈの延伸長ｗ１と放熱フィン３６Ｌの延伸長ｗ２とを異なる値とする。また、上記第４の実施形態では、放熱フィン６６Ｈの高さｈ１と放熱フィン６６Ｌの高さｈ２とを異なる値とする。そして、このように、その放熱フィン３６（６６）の大きさを変えることにより、下段ＦＥＴ１８Ｌによりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が、熱伝導による放熱量が大となるようにした。しかし、これに限らず、放熱フィン３６Ｈ，３６Ｌ（６６Ｈ，６６Ｌ）の数を互いに異なる値としてもよい。即ち、ヒートシンク３１（６１）の放熱性能は、その表面積に依存する。従って、更に、その数及び大きさの双方を異なる値とする構成としてもよい。
【００７４】
・上記第４の実施形態では、別体に形成されたヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌによって、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段側の下段ＦＥＴ１８Ｌを、それぞれ独立に冷却することとした。しかし、これに限らず、その熱伝導による放熱量を電源側と接地側とで異なる設定とすることが可能であれば、図１５に示すヒートシンク８１のように基部８２を共通としてもよい。即ち、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈに対応する放熱フィン８６Ｈと接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌに対応する放熱フィン８６Ｌとを独立に設ける。そして、例えば、その電源側に位置する放熱フィン８６Ｈの大きさを接地側に位置する放熱フィン８６Ｌよりも大きくすることで、その熱伝導による放熱量を、接地側よりも電源側を大とすることができる。尚、これは、上記第１の実施形態のようなヒートシンク３１の側面に各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆを固定する構成に適用してもよいことは言うまでもない。
【００７５】
・また、上記第５の実施形態では、ヒートシンク７１の接触面７３に低接触部７８を設けて、同低接触部７８を接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌ上に配置することにより、当該下段ＦＥＴ１８Ｌによりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が、その熱伝導による放熱量が大となるようにした。しかし、これに限らず、このような各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆ上にヒートシンクを載置して当該各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆに接触させる冷却構造を採用についてもまた、上記第３の実施形態と同様、電源側と接地側とで熱伝導率を相違させることにより、両者間の熱伝導による放熱量が異なるような構成としてもよい。
【００７６】
具体的には、例えば、図１６に示すヒートシンク９１のように、その接触面９３に熱伝導率の異なる介挿体９４Ｈ，９４Ｌを配する。そして、これらの介挿体９４Ｈ，９４Ｌを、それぞれ、その対応する電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈ及び接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌとの間に介在させるとよい。尚、これらの介挿体９４Ｈ，９４Ｌとしては、例えば、上記第３の実施形態における５４Ｈ，５４Ｌと同様のものを用いるとよい。これにより、その熱伝導による放熱量を、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈを大とすることができる。
【００７７】
・また、電源側と接地側とで熱伝導率の相違を生じさせることが可能であれば、各介挿体５４Ｈ，５４Ｌ（９４Ｈ，９４Ｌ）の形状、及び素材については、任意に設定してもよい。即ち、例えば、接触面５３Ｈ，５３Ｌ（９３）に、素材の異なるフィルムを貼付することにより、その電源側及び接地側に対応した各介挿体５４Ｈ，５４Ｌ（９４Ｈ，９４Ｌ）を形成する構成としてもよい。そして、このような介挿体５４Ｈ，５４Ｌ（９４Ｈ，９４Ｌ）は、接触面５３Ｈ，５３Ｌ（９３）に埋設する構成としてもよい。
【００７８】
・更に、上記第５の実施形態（及び図１５に示す上記別例）では、一のヒートシンク６１（８１）により、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈ及び接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌを冷却することとした。しかし、これに限らず、図１７に示すように、このようなヒートシンク側への熱伝導を制限するような伝熱制限部１０２を有する構成についても、上記第４の実施形態と同様、その上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段ＦＥＴ１８Ｌに対し、それぞれ、別体に形成されたヒートシンク１０１Ｈ，１０１Ｌを載置する構成としてもよい。これにより、容易且つ簡便に、その熱伝導による放熱量に差を設けることができる。
【００７９】
尚、この場合において、伝熱制限部１０２は、上記第５の実施形態における低接触部７８（図１４参照）、又は図１５に示す上記別例における介挿体９４Ｌ、或いは両者の組み合わせ等がこれに相当する。また、更に、上記第４の実施形態のように、そのヒートシンク６１Ｈ，６１Ｌの大きさ、即ち放熱フィンの大きさ及び数により規定される表面積を異なる設定とする構成を組み合わせてもよい。そして、これは、上記第２及び第３の実施形態のようなヒートシンク４１，５１の側面に各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆを固定する構成について適用してもよいことは言うまでもない。
【００８０】
・上記第２の実施形態（及び第５の実施形態）では、複数の溝４７（７７）により低接触部４８（７８）を形成したが、例えば、物理的或いは化学的な表面処理を施す等により、微細な凹凸を形成することで、その接触面積を低減する構成としてもよい。
【００８１】
・また、上記第１の実施形態（及び第４の実施形態）のように、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈ及び下段側の下段ＦＥＴ１８Ｌに対し、それぞれ、別体に形成されたヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌ（６１Ｈ，６１Ｌ）を接触させる構成では、これらの各ヒートシンク３１Ｈ，３１Ｌ（６１Ｈ，６１Ｌ）を熱伝導率の異なる素材で形成してもよい。このようにしても、その放熱量を電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈと接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌとの間で異なる設定とすることができる。
【００８２】
・更に、図１８に示すように、基板３０上に固定されたヒートシンク１１１上に駆動回路１８の各ＦＥＴ１８ａ〜ＦＥＴ１８ｆを固定することにより、当該各ＦＥＴ１８ａ〜ＦＥＴ１８ｆを同ヒートシンク１１１に接触させる構成についても同様に、その熱伝導による放熱量を電源側と接地側とで異なる設定としてもよい。
【００８３】
具体的には、この例においては、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈ及び接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌは、別体に形成されたヒートシンク１１１Ｈ，１１１Ｌ上に、それぞれ固定されている。また、これら各ヒートシンク１１１Ｈ，１１１Ｌは、その各ＦＥＴ１８ａ〜ＦＥＴ１８ｆが固定される接触面１１３上に立設された複数の放熱フィン１１６（１１６Ｈ，１１６Ｌ）を備えている。そして、この例では、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈに対応するヒートシンク１１１Ｈ側の放熱フィン１１６Ｈの大きさを、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌに対応するヒートシンク１１１Ｌ側の放熱フィン１１６Ｌよりも大とすることにより、その熱伝導による放熱量が、接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌよりも電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈの方が大きく設定されている。
【００８４】
このような構成としても上記各実施形態と同様に、その接地側の下段ＦＥＴ１８Ｌが過熱状態にある状況においても、他方、電源側の上段ＦＥＴ１８Ｈについては、その更なる温度上昇の余地を残して、両者の連鎖的な短絡故障を回避することができる。
【００８５】
そして、上記第２及び第３の実施形態のように伝導する熱量を制限することにより上段ＦＥＴ１８Ｈと下段ＦＥＴ１８Ｌとの間に放熱量の相違を生じさせる構成についてもまた、このようなヒートシンク１１１上に駆動回路１８の各ＦＥＴ１８ａ〜ＦＥＴ１８ｆを固定する構造に適用することで同様の効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８６】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１７…マイコン、１８…駆動回路、１８ａ〜１８ｆ…ＦＥＴ、１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ…スイッチングアーム、１８Ｈ…上段ＦＥＴ、１８Ｌ…下段ＦＥＴ、３０…基板、３１（３１Ｈ，３１Ｌ）…ヒートシンク、３３…接触面、３５…接触部、３６（３６Ｈ，３６Ｌ）…放熱フィン、ｗ１，ｗ２…延伸長、４１…ヒートシンク、４２…基部、４３Ｈ，４３Ｌ…接触面、４５Ｈ…第１接触部、４５Ｌ…第２接触部、４６…放熱フィン、４７…溝、４８…低接触部、５１…ヒートシンク、５３Ｈ，５３Ｌ…接触面、５４Ｈ，５４Ｌ…介挿体、６１（６１Ｈ，６１Ｌ）…ヒートシンク、６２…基部、６３…接触面、６６（６６Ｈ，６６Ｌ）…放熱フィン、ｈ１，ｈ２…高さ、７１…ヒートシンク、７３…接触面、７７…溝、７８…低接触部、８１…ヒートシンク、８２…基部、８６Ｈ，８６Ｌ…放熱フィン、９１…ヒートシンク、９３…接触面、９４Ｈ，９４Ｌ…介挿体、１０１Ｈ，１０１Ｌ…ヒートシンク、１０２…伝熱制限部、１１１（１１１Ｈ，１１１Ｌ）…ヒートシンク、１１２…基部、１１３…接触面、１１６（１１６Ｈ，１１６Ｌ）…放熱フィン。
【図１】
2011238850.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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【図６】
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【図７】
2011238850.tif 000009
【図８】
2011238850.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011238850.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011238850.tif 000017
【図１６】
2011238850.tif 000018
【図１７】
2011238850.tif 000019
【図１８】
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