(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部（１１１ａ、２１１ａ）と、前記本体部に設けられる複数の端子部（１１１ｂ、１１１ｃ、２１１ｂ、２１１ｃ）とを有するコイル（１１１、２１１）と、
前記端子部がそれぞれ電気的に接続される複数の接続部（１２１、１２２、２２１、２２２）と、前記接続部の間に設けられ、グランドに電気的に接続される熱伝導パターン（１２５、２２５）とを有する配線基板（１２、２２）と、
を備えた電子装置において、
前記接続部及び前記熱伝導パターンは、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように形状が設定されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記接続部及び前記熱伝導パターンは、対向する辺が互いに屈曲した状態で対向するように形状が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記接続部及び前記熱伝導パターンは、対向する辺が互いに鋸歯状に屈曲した状態で対向するように形状が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記コイル（２１１）は、前記本体部であって前記端子部の間に熱伝導部（２１１ｅ）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記熱伝導部は、前記熱伝導パターンに熱的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続部の間に熱伝導パターンが設けられている配線基板を備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接続部の間に熱伝導パターンが設けられている配線基板を備えた電子装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている電子装置がある。
【０００３】
この電子装置は、部品と、フレキシブル基板とを備えている。部品は、本体部の左右側面から突出する複数の端子部を備えている。フレキシブル基板は、部品の端子部が電気的に接続される第１ランドと、端子部が電気的に接続されない第２ランドとを備えている。第１ランドは、端子部に応じた所定の間隔をあけて設けられている。一方、第２ランドは、第１ランドの間に設けられている。部品の端子部が半田を介して第１ランドに電気的に接続されると、第２ランドが部品の本体部の下側に配置される。そのため、本体部で発生した熱を、第２ランドを介して外部に放熱することができる。ここで、フレキシブル基板が配線基板に、第１ランドが接続部に、第２ランドが熱伝導パターンに相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１０９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した電子装置において、第２ランドをグランドに接地すると、フレキシブル基板におけるグランドパターンの面積を広げることができる。その結果、グランドインピーダンスを低く保つことができ、ノイズを低減することができる。しかし、それだけでは、ノイズを充分に低減することは困難である。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、接続部の間に熱伝導パターンが設けられた配線基板を備えた電子装置において、放熱性能を確保するとともに、ノイズ除去性能をより向上させることができる電子装置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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明は、本体部と、本体部に設けられる複数の端子部とを有するコイルと、端子部がそれぞれ電気的に接続される複数の接続部と、接続部の間に設けられ、グランドに電気的に接続される熱伝導パターンとを有する配線基板と、を備えた電子装置において、接続部及び熱伝導パターンは、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように形状が設定されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、従来と同様に、コイルで発生した熱を、熱伝導パターンを介して放熱することできる。また、この構成によれば、接続部と熱伝導パターンによってコンデンサが形成される。熱伝導パターンがグランドに電気的に接続されているため、接続部に電気的に接続されたコイルと、接続部と熱伝導パターンによって形成されるコンデンサとでπ型フィルタ回路が構成される。接続部及び熱伝導パターンは、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように形状が設定されている。そのため、対向する辺が互いに一直線になるように設けられる一般的な場合に比べ、接続部と熱伝導パターンによって形成されるコンデンサの容量を大きくすることができる。従って、π型フィルタ回路を確実に機能させることができる。これにより、放熱性能を確保するとともに、ノイズ除去性能をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態におけるモータ駆動装置の回路図である。
【図２】図１におけるチョークコイルの上面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図１におけるチョークコイルの左側面図である。
【図５】図１におけるチョークコイルの右側面図である。
【図６】図１におけるチョークコイルの下面図である。
【図７】チョークコイルが実装される配線基板の平面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
【図９】チョークコイルが実装された状態における配線基板の平面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１１】チョークコイルが実装された状態における配線基板の等価回路図である。
【図１２】第１実施形態の変形形態における配線基板の平面図である。
【図１３】第２実施形態におけるチョークコイルの上面図である。
【図１４】図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ矢視断面図である。
【図１５】第２実施形態におけるチョークコイルの下面図である。
【図１６】チョークコイルが実装された状態における配線基板の平面図である。
【図１７】図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、車両に搭載され、モータを駆動するモータ駆動装置に適用した例を示す。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１１を参照して第１実施形態のモータ駆動装置の構成について説明する。
【００１２】
図１に示すモータ駆動装置１（電子装置）は、車両に搭載され、ステアリングホイールの操舵を補助するためのモータＭを駆動する装置である。モータ駆動装置１は、インバータ回路１０と、フィルタ回路１１とを備えている。
【００１３】
インバータ回路１０は、スイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることで、バッテリＢから供給される直流を交流に変換してモータＭに供給し、モータＭを駆動する回路である。インバータ回路１０の正極入力端及び負極入力端は、フィルタ回路１１を介してバッテリＢの正極端及び負極端にそれぞれ電気的に接続されている。
また、出力端はモータＭに電気的に接続されている。
【００１４】
フィルタ回路１１は、バッテリＢに電気的に接続された他の装置（図略）からインバータ回路１０に伝わるノイズを抑えるとともに、インバータ回路１０からバッテリＢに電気的に接続された他の装置に伝わるノイズを抑える回路である。フィルタ回路１１は、コンデンサ１１０と、チョークコイル１１１（コイル）とを備えている。
【００１５】
コンデンサ１１０及びチョークコイル１１１は、フィルタ回路１１を構成するための素子である。コンデンサ１１０の一端はバッテリＢの正極端に、他端はバッテリＢの負極端及びインバータ回路１０の負極入力端にそれぞれ電気的に接続されている。バッテリＢの負極端はグランドＧＮＤに接地されている。具体的には、基準電位点である車体に電気的に接続されている。チョークコイル１１１の一端はコンデンサ１１０の一端に、他端はインバータ回路１０の正極入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１６】
図２〜図６に示すように、チョークコイル１１１は、表面実装タイプの素子であり、本体部１１１ａと、端子部１１１ｂ、１１１ｃとを備えている。
【００１７】
本体部１１１ａは、チョークコイル素子１１１ｄが埋設された樹脂からなる直方体状の部位である。端子部１１１ｂ、１１１ｃは、チョークコイル素子１１１ｄの端子を形成する部位である。端子部１１１ｂ、１１１ｃは、金属からなる屈曲成形された矩形板状の部材によって構成されている。端子部１１１ｂは、チョークコイル素子１１１ｄの一端に電気的に接続され、本体部１１１ａの左下の角部に、側面及び下面を露出した状態で設けられている。端子部１１１ｃは、チョークコイル素子１１１ｄの他端に電気的に接続され、本体部１１１ａの右下の角部に側面及び下面を露出した状態で設けられている。
【００１８】
チョークコイル１１１は、配線基板１２に実装され、コンデンサ１１０及びインバータ回路１０に電気的に接続されている。
【００１９】
図７及び図８に示す配線基板１２は、チョークコイル１１１を配線するための部材である。配線基板１２は、基板１２０と、ランド１２１、１２２（接続部）と、配線パターン１２３、１２４と、熱伝導パターン１２５とを備えている。
【００２０】
基板１２０は、絶縁性を有する樹脂からなる板状の部材である。
【００２１】
ランド１２１、１２２は、チョークコイル１１１の端子部１１１ｂ、１１１ｃが電気的に接続される金属からなる薄い板状の部材である。ランド１２１、１２２は、基板１２０の表面に、端子部１１１ｂ、１１１ｃに応じた所定の間隔をあけて設けられている。
【００２２】
配線パターン１２３、１２４は、ランド１２１、１２２を介して端子部１１１ｂ、１１１ｃを配線するための金属からなる薄い板状の部材である。また、本体部１１１ａで発生した熱を伝導して外部に放熱する部材でもある。配線パターン１２３、１２４は、基板１２０の表面に、それぞれランド１２１、１２２と一体的に設けられている。
【００２３】
熱伝導パターン１２５は、本体部１１１ａで発生した熱を伝導して外部に放熱するための金属からなる薄い板状の部材である。熱伝導パターン１２５は、基板１２０の表面のランド１２１、１２２の間に、ランド１２１、１２２と一定の間隔をあけて設けられている。
【００２４】
図７に示すように、ランド１２１、１２２及び熱伝導パターン１２５は、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように、形状が設定されている。具体的には、一定の間隔をあけて、対向する辺が互いに鋸歯状に屈曲した状態で対向するように設定されている。そのため、ランド１２１と熱伝導パターン１２５、及び、ランド１２２と熱伝導パターン１２５によって、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ容量の大きなコンデンサ１２６、１２７が形成されることになる。
【００２５】
図９に示すように、チョークコイル１１１は、本体部１１１ａの下面に露出した端子部１１１ｂがランド１２１に、端子部１１１ｃがランド１２２にそれぞれ対向した状態で配線基板１２の中央部に配置されている。そして、図１０に示すように、端子部１１１ｂがランド１２１に、端子部１１１ｃがランド１２２にそれぞれ半田１３を介して電気的に接続されている。
【００２６】
熱伝導パターン１２５は、図１示すグランドＧＮＤに接地されている。そのため、図１１に示すように、チョークコイル１１１及びコンデンサ１２６、１２７からなるπ型フィルタ回路１４が構成されることになる。つまり、図１に示すフィルタ回路１１に加え、図１１に示すπ型フィルタ回路１４が構成されることになる。
【００２７】
次に、図１、図２、図９〜図１１を参照して第１実施形態のモータ駆動装置の動作について説明する。
【００２８】
図１に示すインバータ回路１０は、スイッチング素子をスイッチングさせることで、バッテリＢから供給される直流を交流に変換してモータＭに供給し、モータＭを駆動する。その結果、モータＭがトルクを発生し、ステアリングホイールの操舵を補助する。その際、フィルタ回路１１は、バッテリＢに電気的に接続された他の装置からインバータ回路１０に伝わるノイズを抑えるとともに、インバータ回路１０からバッテリＢに電気的に接続された他の装置に伝わるノイズを抑える。図１１に示すπ型フィルタ回路１４も、同様に、バッテリＢに電気的に接続された他の装置からインバータ回路１０に伝わるノイズを抑えるとともに、インバータ回路１０からバッテリＢに電気的に接続された他の装置に伝わるノイズを抑える。
【００２９】
図１において、バッテリＢからインバータ回路１０に直流が供給されると、チョークコイル１１１に電流が流れる。補助トルクが大きい場合、より大きな電流が流れる。チョークコイル１１１に大きな電流が流れると、図２に示すチョークコイル素子１１１ｄが発熱する。チョークコイル素子１１１ｄで発生した熱は、図９及び図１０に示す端子部１１１ｂ、半田１３ランド１２１及び配線パターン１２３を介して外部に放熱される。また、端子部１１１ｃ、半田１３、ランド１２２及び配線パターン１２４を介して外部に放熱される。さらに、本体部１１１ａから熱伝導パターン１２５を介して外部に放熱される。その結果、チョークコイル１１１の温度上昇が抑えられる。
【００３０】
次に、第１実施形態のモータ駆動装置の効果について説明する。
【００３１】
第１実施形態によれば、モータ駆動装置１は、チョークコイル１１１と、配線基板１２とを備えている。チョークコイル１１１は、本体部１１１ａと、本体部１１１ａに設けられる端子部１１１ｂ、１１１ｃとを備えている。配線基板１２は、端子部１１１ｂ、１１１ｃがそれぞれ電気的に接続されるランド１２１、１２２と、ランド１２１、１２２の間に設けられ、グランドＧＮＤに接地される熱伝導パターン１２５とを備えている。そのため、ランド１２１、１２２と熱伝導パターン１２５によってコンデンサ１２６、１２７が形成される。熱伝導パターン１２５がグランドＧＮＤに接地されているため、チョークコイル１１１とコンデンサ１２６、１２７によってπ型フィルタ回路１４が構成される。ランド１２１、１２２及び熱伝導パターン１２５は、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように形状が設定されている。そのため、対向する辺が互いに一直線になるように設けられる一般的な場合に比べ、コンデンサ１２６、１２７の容量を大きくすることができる。従って、π型フィルタ回路１４を確実に機能させることができる。これにより、放熱性能を確保するとともに、ノイズ除去性能をより向上させることができる。
【００３２】
第１実施形態によれば、ランド１２１、１２２及び熱伝導パターン１２５は、対向する辺が互いに屈曲した状態で対向するように形状が設定されている。具体的には、対向する辺が互いに鋸歯状に屈曲した状態で対向するように形状が設定されている。そのため、対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さを確実に長くすることができる。従って、コンデンサ１２６、１２７の容量を確実に大きくすることができる。
【００３３】
なお、第１実施形態では、チョークコイル１１１が、１つのチョークコイル素子１１１ｄと、２つの端子部１１１ｂ、１１１ｃを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。チョークコイル１１１は、２つ以上のチョークコイル素子を備えていてもよい。また、３つ以上の端子部を備えていてもよい。
【００３４】
第１実施形態では、ランド１２１、１２２及び熱伝導パターン１２５が、対向する辺が互いに鋸歯状に屈曲した状態で対向するように設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１２に示すように、対向する辺が互いに波形状に屈曲した状態で対向するように設定されていてもよい。また、対向する辺が互いに正弦波状に屈曲した状態で対向するように設定されていてもよい。さらに、対向する辺が互いに櫛歯状に屈曲した状態で対向するように設定されていてもよい。対向する辺が互いに一直線である場合に比べ、対向する辺の長さが長くなるように形状が設定されていれば、どのような形状であってもよい。
【００３５】
第１実施形態では、チョークコイル１１１が、表面実装タイプの素子である例を挙げているが、これに限られるものではない。挿入実装タイプの素子であってもよい。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ駆動装置について説明する。第２実施形態のモータ駆動装置は、第１実施形態のモータ駆動装置に対してチョークコイルに熱伝導部を設け、チョークコイルから配線基板の熱伝導パターンに熱伝導しやすくしたものである。熱伝導部以外の構成、及び、放熱以外の動作は第１実施形態と同一であるため、必要がある場合を除いて説明を省略する。まず、図１３〜図１７を参照して第２実施形態のモータ駆動装置におけるチョークコイルの構成及び配線基板との接続関係について説明する。
【００３７】
図１３〜図１５に示すように、チョークコイル２１１は、表面実装タイプの素子であり、本体部２１１ａと、端子部２１１ｂ、２１１ｃと、熱伝導部２１１ｅとを備えている。本体部２１１ａ及び端子部２１１ｂ、２１１ｃは、第１実施形態の本体部１１１ａ及び端子部１１１ｂ、１１１ｃと同一構成である。
【００３８】
熱伝導部２１１ｅは、チョークコイル素子２１１ｄで発生した熱を伝導するための部位である。熱伝導部２１１ｅは、金属からなる矩形板状の部材によって構成されている。熱伝導部２１１ｅは、チョークコイル素子２１１ｄとは電気的に接続されておらず、本体部２１１ａの下面であって、端子部２１１ｂ、２１１ｃの間に、下面を露出した状態で設けられている。
【００３９】
図１６及び図１７に示すように、配線基板２２は、基板２２０と、ランド２２１、２２２（接続部）と、配線パターン２２３、２２４と、熱伝導パターン２２５とを備えている。基板２２０、ランド２２１、２２２、配線パターン２２３、２２４及び熱伝導パターン２２５は、第１実施形態の基板１２０、ランド１２１、１２２、配線パターン１２３、１２４及び熱伝導パターン１２５と同一構成である。
【００４０】
図１６に示すように、チョークコイル２１１は、本体部２１１ａの下面に露出した端子部２１１ｂがランド２２１に、端子部２１１ｃがランド２２２に、熱伝導部２１１ｅが熱伝導パターン２２５にそれぞれ対向した状態で配線基板２２の中央部に配置されている。そして、図１７に示すように、端子部２１１ｂがランド２２１に、端子部２１１ｃがランド２２２にそれぞれ半田２３を介して電気的に接続されている。また、熱伝導部２１１ｅが熱伝導パターン２２５に半田２３を介して熱的に接続されている。
【００４１】
次に、図１３、図１６及び図１７を参照して第２実施形態のモータ駆動装置におけるチョークコイルの放熱について説明する。
【００４２】
図１３に示すチョークコイル素子２１１ｄで発生した熱は、図１６及び図１７に示す端子部２１１ｂ、半田２３、ランド２２１及び配線パターン２２３を介して外部に放熱される。また、端子部２１１ｃ、半田２３、ランド２２２及び配線パターン２２４を介して外部に放熱される。さらに、本体部２１１ａから熱伝導部２１１ｅ、半田２３及び熱伝導パターン１２５を介して外部に放熱される。
【００４３】
次に、第２実施形態のモータ駆動装置の効果について説明する。
【００４４】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
第２実施形態によれば、チョークコイル２１１は、本体部２１１ａであって端子部２１１ｂ、２１１ｃの間に熱伝導部２１１ｅを備えている。そのため、チョークコイル素子２１１ｄで発生した熱を、熱伝導部２１１ｅを介して熱伝導パターン２２５に伝導することができる。従って、第１実施形態に比べ放熱性能を向上させることができる。
【００４６】
第２実施形態によれば、熱伝導部２１１ｅは、半田２３を介して熱伝導パターン２２５に熱的に接続されている。そのため、チョークコイル素子２１１ｄで発生した熱を、半田２３を介して熱伝導パターン２２５に確実に伝導することができる。従って、第１実施形態に比べ放熱性能を確実に向上させることができる。
【００４７】
なお、第２実施形態では、チョークコイル２１１が、１つのチョークコイル素子２１１ｄと、２つの端子部２１１ｂ、２１１ｃを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。チョークコイル２１１は、２つ以上のチョークコイル素子を備えていてもよい。また、３つ以上の端子部を備えていてもよい。
【００４８】
また、第２実施形態では、熱伝導部２１１ｅが熱伝導パターン２２５に半田２３を介して熱的に接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ゲル状の熱伝導部材を介して熱的に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・モータ駆動装置（スイッチ装置）、１１１・・・チョークコイル（コイル）、１１１ａ・・・本体部、１１１ｂ、１１１ｃ・・・端子部、１１１ｄ・・・チョークコイル素子、１２・・・配線基板、１２０・・・基板、１２１、１２２・・・ランド（接続部）、１２３、１２４・・・配線パターン、１２５・・・熱伝導パターン、１２６、１２７・・・コンデンサ、１３・・・半田、１４・・・π型フィルタ回路
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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