(57)【要約】【課題】  スイッチング素子のノイズ伝播を抑制可能な制御ユニットおよびこれを用いた駆動装置を提供する。【解決手段】  モータ２をコントロールする制御ユニット３は、電力入力線７９１、電力出力線２３、複数のＭＯＳを有するパワーモジュール６０、パワー端子６５、およびヒートシンク５０を備える。ヒートシンク５０は、パワーモジュール６０を支持する。パワー端子６５は、電力出力線２３および電力入力線７９１と磁気結合する。ヒートシンク５０は、パワーモジュール６０およびパワー端子６５と平行な平行面を有する。パワーモジュール６０およびパワー端子６５は、ヒートシンク５０の平行面と平行に設けられ、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流から発生する磁界は、ヒートシンク５０に流れる渦電流が発生する磁界により相殺される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を制御する制御ユニットであって、
電源と接続している電力入力線と、
前記負荷と接続している電力出力線と、
前記電力入力線と前記電力出力線との間に設けられ、前記負荷の通電を切り替える複数のスイッチング素子と、
前記スイッチング素子と、前記電力入力線および前記電力出力線とを電気的に接続する配線部と、
前記スイッチング素子を支持し、前記スイッチング素子および前記配線部と平行な平行面を有する金属筐体と、
を備え、
前記配線部は、当該配線部を流れる電流が変化するとき、前記電力出力線および前記電力入力線のうち少なくとも一方と磁気結合し、
前記スイッチング素子および前記配線部に流れる電流から発生する磁界が、前記金属筐体に流れる渦電流が発生する磁界により相殺されるよう、前記スイッチング素子および前記配線部は、前記金属筐体の前記平行面と平行に設けられることを特徴とする制御ユニット。
【請求項２】
前記配線部および前記電力出力線は同一の配線板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記金属筐体は、前記配線板と当接していることを特徴とする請求項２に記載の制御ユニット。
【請求項４】
前記金属筐体は、前記配線板のグランドに接続されているグランド導体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の制御ユニット。
【請求項５】
一つのインバータ回路を構成する一群の前記スイッチング素子は一体にモールドされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の負荷としてのモータと、
前記モータの軸方向の一方側に設けられ、前記モータをコントロールする請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子は、前記モータの回転軸と直交する仮想平面と交差するよう配置され、
前記配線部は、前記電力出力線、および、前記電力入力線のうち少なくとも一方と前記モータの径方向から見て重なる部分を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子は、前記仮想平面と直交することを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ユニット、および、これを用いた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば三相交流電流を通電することにより回転駆動する三相モータが公知である。三相モータへの電力供給源が所定電圧の直流電源である場合、複数相（例えば三相）の巻線へ位相の異なる巻線電流を供給するために、巻線電流を切り換えるためのスイッチング素子が設けられているコントローラユニットが必要となる。例えば特許文献１では、スイッチング素子を放熱器に設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願平３−８９８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のスイッチング素子を流れる電流から発生する磁界は、例えば、コネクタ等の他部材へ影響を及ぼすおそれがある。
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング素子のノイズ伝播を抑制可能な制御ユニットおよびこれを用いた駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、負荷を制御する制御ユニットは、電力入力線、電力出力線、複数のスイッチング素子、配線部、および金属筐体を備える。電力入力線は、電源と接続している。電力出力線は、負荷と接続している。複数のスイッチング素子は、電力入力線と電力出力線との間に設けられ、負荷の通電を切り替える。配線部は、スイッチング素子と、電力入力線および電力出力線とを電気的に接続する。金属筐体は、スイッチング素子を支持し、スイッチング素子および配線部と平行な平行面を有する。配線部は、配線部を流れる電流が変化するとき、電力出力線および電力入力線のうち少なくとも一方と磁気結合する。スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界が、金属筐体に流れる渦電流が発生する磁界により相殺されるよう、スイッチング素子および配線部は、金属筐体の平行面と平行に設けられる。
【０００６】
これにより、スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界の伝播を抑制することができる。このため、スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界が、他部材へ影響を及ぼすことを抑制することができる。よって、スイッチング素子のノイズ伝播を抑制することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によると、配線部および電力出力線は同一の配線板に接続されている。
これにより、配線部と電力出力線とは、同一の配線板を介して接続される。このため、配線部と配線板の接続、および、電力出力線と配線板との接続を一工程で行うことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明によると、金属筐体は、配線板と当接している。ここで、「当接する」とは、磁界が伝播しない程度（例えば数μｍ〜数十μｍ）の微小な隙間を介して近接する場合を含む。
これにより、スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界が、配線板と金属筐体との隙間から、他部材へ伝播することを抑制することができる。よって、スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界が、他部材へ影響を及ぼすことを抑制する効果を高めることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明によると、金属筐体は、配線板のグランドに接続されているグランド導体と電気的に接続されている。
これにより、磁束を発生する電流が流れる経路のループを大きくすることができる。また、配線板のグランドを金属筐体に接続することで配線板のグランドの低インピーダンス化を図ることができる。このため、回路の動作を安定させることができ、スイッチング素子によるノイズを低減することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明によると、一つのインバータ回路を構成する一群のスイッチング素子は一体にモールドされている。
これにより、組付けの作業性を向上させることができる。
【００１１】
請求項６に係る発明によると、駆動装置は、モータおよび制御ユニットを備える。ここで、モータは、請求項１〜５のいずれか一項に記載の負荷である。また、制御ユニットは、モータをコントロールする請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御ユニットであり、モータの軸方向の一方側に設けられる。ここで、スイッチング素子は、モータの回転軸と直交する仮想平面と交差するよう配置される。また、配線部は、電力出力線、および、電力入力線のうち少なくとも一方とモータの径方向から見て重なる部分を有する。
これにより、スイッチング素子および配線部に流れる電流から発生する磁界が、他部材へ影響を及ぼすことを抑制することができるとともに、駆動装置の径方向の体格を小さくすることができる。
【００１２】
請求項７に係る発明によると、スイッチング素子は、仮想平面と直交する。
これにより、駆動装置の径方向の体格をさらに小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による駆動装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による駆動装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のパワーステアリング装置の構成を説明する概略構成図である。
【図４】図１のＩＶ視平面図である。
【図５】図４のＡ−Ｂ線断面図である。
【図６】図４のＧ−Ｆ−Ｅ−Ｄ−Ｃ−Ｂ線断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】本発明の第２実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置を図１〜図７に基づいて説明する。駆動装置１は、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用される。駆動装置１は、モータ２および制御ユニット３を備える（図３参照）。
【００１５】
まず、ＥＰＳの電気的構成を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、駆動装置１は、車両のステアリング５の回転軸であるコラム軸６に取り付けられたギア７を介しコラム軸６に回転トルクを発生させ、ステアリング５による操舵をアシストする。具体的には、ステアリング５が運転者によって操作されると、当該操作によってコラム軸６に生じる操舵トルクをトルクセンサ８によって検出し、また、車速情報を図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）から取得して、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。もちろん、このような機構を利用すれば、制御手法によっては、操舵のアシストのみでなく、高速道路における車線キープ、駐車場における駐車スペースへの誘導など、ステアリング５の操作を自動制御することも可能である。
【００１６】
モータ２は、ギア７を正逆回転させる三相ブラシレスモータである。モータ２は、制御ユニット３により電流の供給および駆動が制御される。制御ユニット３は、モータ２を駆動する駆動電流が通電されるパワー部１００、および、モータ２の駆動を制御する制御部９０から構成される。
【００１７】
パワー部１００は、電源７５から電源ラインに介在するチョークコイル７６、コンデンサ７７、および、二組のインバータ８０、８９を有している。インバータ８０とインバータ８９とは、同様の構成であるので、ここではインバータ８０について説明する。
一方のインバータ８０は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、「ＭＯＳ」という。）８１〜８６を有している。ＭＯＳ８１〜８６は、ゲート電位により、ソース−ドレイン間がＯＮ（導通）またはＯＦＦ（遮断）される。なお、ＭＯＳ８１〜８６は、特許請求の範囲における「スイッチング素子」に対応している。
【００１８】
ＭＯＳ８１は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８４のドレインに接続されている。ＭＯＳ８４のソースは、シャント抵抗９９を介して接地されている。ＭＯＳ８１とＭＯＳ８４との接続点は、モータ２のＵ相巻線に接続されている。
ＭＯＳ８２は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８５のドレインに接続されている。ＭＯＳ８５のソースは、シャント抵抗９９を介して接地されている。ＭＯＳ８２とＭＯＳ８５との接続点は、モータ２のＶ相巻線に接続されている。
ＭＯＳ８３は、ドレインが電源ライン側に接続され、ソースがＭＯＳ８６のドレインに接続されている。ＭＯＳ８６のソースは、シャント抵抗９９を介して接地されている。ＭＯＳ８３とＭＯＳ８６との接続点は、モータ２のＷ相巻線に接続されている。
【００１９】
また、インバータ８０は、電源リレー８７、８８を有している。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８６と同様のＭＯＳＦＥＴにより構成される。電源リレー８７、８８は、ＭＯＳ８１〜８３と電源７５との間に設けられ、異常時に電流が流れるのを遮断可能である。なお、電源リレー８７は、断線故障やショート故障等が生じた場合にモータ２側へ電流が流れるのを遮断するために設けられる。また、電源リレー８８は、コンデンサ７８等の電子部品が誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れないように、逆接保護のために設けられる。
【００２０】
シャント抵抗９９は、ＭＯＳ８４〜８６とグランドとの間に電気的に接続される。シャント抵抗９９に印加される電圧または電流を検出することにより、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに通電される電流を検出する。
【００２１】
チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、電源７５と電源リレー８７との間に電気的に接続されている。チョークコイル７６およびコンデンサ７７は、フィルタ回路を構成し、電源７５を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、駆動装置１から電源７５を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。
【００２２】
コンデンサ７８は、電源ライン側に設けられるＭＯＳ８１〜８３の電源側と、グランド側に設けられるＭＯＳ８４〜８６のグランド側と、の間に電気的に接続されている。コンデンサ７８は、電荷を蓄えることで、ＭＯＳ８１〜８６への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
【００２３】
制御部９０は、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、回転検出部としての回転角センサ９３、および、マイコン９４を備えている。カスタムＩＣ９２は、機能ブロックとして、レギュレータ部９５、回転角センサ信号増幅部９６、および、検出電圧増幅部９７を含む。
レギュレータ部９５は、電源を安定化する安定化回路である。レギュレータ部９５は、各部へ供給される電源の安定化を行う。例えばマイコン９４は、このレギュレータ部９５により、安定した所定電圧（例えば５Ｖ）で動作することになる。
回転角センサ信号増幅部９６には、回転角センサ９３からの信号が入力される。回転角センサ９３は、モータ２の回転位置信号を検出し、検出された回転位置信号は、回転角センサ信号増幅部９６に送られる。回転角センサ信号増幅部９６は、回転位置信号を増幅してマイコン９４へ出力する。
検出電圧増幅部９７は、シャント抵抗９９の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン９４へ出力する。
【００２４】
マイコン９４には、モータ２の回転位置信号、および、シャント抵抗９９の両端電圧が入力される。また、マイコン９４には、コラム軸６に取り付けられたトルクセンサ８から操舵トルク信号が入力される。さらにまた、マイコン９４には、ＣＡＮを経由して車速情報が入力される。マイコン９４は、操舵トルク信号および車速情報が入力されると、ステアリング５による操舵を車速に応じてアシストするように、回転位置信号に合わせてプリドライバ９１を介してインバータ８０を制御する。具体的には、マイコン９４は、プリドライバ９１を介してＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、インバータ８０を制御する。つまり、６つのＭＯＳ８１〜８６のゲートがプリドライバ９１の６つの出力端子に接続されているため、プリドライバ９１によりゲート電圧を変化させることにより、ＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
また、マイコン９４は、検出電圧増幅部９７から入力されるシャント抵抗９９の両端電圧に基づき、モータ２へ供給する電流を正弦波に近づけるべくインバータ８０を制御する。なお、制御部９０は、インバータ８９についてもインバータ８０と同様に制御する。
【００２５】
次に、駆動装置１の構造について、図１、図２、図４〜図７に基づいて説明する。図１、図２は駆動装置１の全体を示した斜視図である。図４は図１のＩＶ方向から見た平面図であり、図５は図４のＡ−Ｂ線断面図であり、図６は図４のＢ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ線断面図である。図７は、図６のＨ部分を拡大した要部拡大図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施形態の駆動装置１は、モータ２の軸方向の一方の端部に制御ユニット３が設けられており、モータ２と制御ユニット３とが積層構造になっている。
まず、図５に基づいて、モータ２について説明する。モータ２は、モータケース１０、巻線２２が巻回されるステータ２０、ロータ２５、シャフト２７等を備えている。
モータ２の外郭を形成するモータケース１０は、周壁１１および制御ユニット側壁部１５を有し、鉄等により有底円筒状に形成される。周壁１１の制御ユニット側壁部１５の反対側には、鍔部１２が形成され、アルミ等により形成されるフレームエンド１３がねじ１４により固定される。
【００２７】
モータケース１０の内側には、ステータ２０が配置される。ステータ２０は、径方向内側に突出する複数の突極を有している。突極は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心、および、積層鉄心の軸方向外側に嵌合するインシュレータを有している。インシュレータには巻線２２が巻回される。なお、ステータ２０の積層鉄心を構成する薄板の枚数は、モータ２に要求される出力に応じて変更される。すなわち、積層される薄板の枚数を変更し、軸方向の長さのみを変更することで、径方向の大きさを変更することなくモータ２の出力を変更可能である。これにより、径方向のスペースが限られている空間に駆動装置１を搭載することができる。
【００２８】
巻線２２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルからなる三相巻線を構成している。巻線２２からは６本の電力出力線２３が取り出される（図１参照）。電力出力線２３は、モータケース１０の取出部に挿通されて制御ユニット３側へ取り出される。制御ユニット３側に取り出された電力出力線２３は、制御基板４０、パワーモジュール６０の径方向外側を通ってパワー基板７０に接続される。すなわち、モータ２の軸方向から見たとき、電力出力線２３は、パワーモジュール６０の径方向外側に配置される。また、電力出力線２３は、パワーモジュール６０の径方向外側の領域にてパワーモジュール６０を跨いでパワー基板７０側まで延びて形成される。
【００２９】
ステータ２０の径方向内側には、ロータ２５がステータ２０に対して相対回転可能に設けられる。ロータ２５は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成される。ロータ２５は、ロータコア２５１と、ロータコア２５１の径方向外側に設けられる永久磁石２５３とを有している。永久磁石２５３は、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。
【００３０】
シャフト２７は、ロータコア２５１の軸中心に形成された軸穴２５２に固定されている。シャフト２７は、モータケース１０に設けられる軸受２７１およびフレームエンド１３に設けられる軸受２７２によって回転可能に支持される。これにより、シャフト２７は、ステータ２０に対し、ロータ２５とともに回転可能となっている。
【００３１】
図５に示すように、シャフト２７の制御ユニット３側の端部には、シャフト２７と一体となって回転する被検出部としてのマグネット２８が設けられる。マグネット２８は、シャフト２７と同軸となるように、シャフト２７の制御ユニット３側の端部に設けられるマグネットホルダ２８１に固定され、制御ユニット３側に露出している。また、本実施形態では、シャフト２７は、制御基板４０を貫通しておらず、マグネット２８は、制御基板４０のモータ２側の端面の近傍に配置される。
【００３２】
図１、図２、および図５に示すように、また、シャフト２７は、制御ユニット３の反対側の端部に出力端２９を有している。シャフト２７の制御ユニット３の反対側には、内部にギア７を有する図示しないギアボックスを有している。ギア７は、出力端２９と連結され、シャフト２７の回転による駆動力により回転駆動される。
【００３３】
次に、図２、図４〜図７に基づき、制御ユニット３について説明する。制御ユニット３は、制御基板４０、金属筐体としてのヒートシンク５０、パワーモジュール６０、および、パワー基板７０等を有する。
【００３４】
制御ユニット３は、外部の電子部品との接続に係るコネクタ４５、７９等の部品以外のほとんどの構成がモータケース１０を軸方向に投影した領域であるモータケース領域に収まるように設けられている。図２示すように、制御ユニット３は、軸方向において、モータ２側から、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０がこの順で配列されている。すなわち、軸方向において、モータケース１０、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０が、この順で配列されている。
【００３５】
制御基板４０は、例えばガラスエポキシ基板により形成される４層基板であって、モータケース領域内に収まる板状に形成される。制御基板４０は、モータ２側からねじ４７によってヒートシンク５０に螺着される。
【００３６】
制御基板４０には、制御部９０を構成する各種電子部品が実装されている。制御基板４０のモータ２側と反対側の端面には、プリドライバ９１、カスタムＩＣ９２、マイコン９４（図３参照）が実装されている。また、制御基板４０のモータ２側の端面には、回転角センサ９３が実装されている。回転角センサ９３は、マグネット２８と対向する位置に設けられる。また、マグネット２８および回転角センサ９３は、シャフト２７の回転中心線上に同軸に設けられる。回転角センサ９３は、シャフト２７と一体となって回転するマグネット２８の回転による磁界の変化を検出することにより、シャフト２７の回転角を検出する。
【００３７】
制御基板４０には、外縁に沿って、パワーモジュール６０の制御端子６４と接続するための孔が形成されている。また、制御基板４０には、制御コネクタ４５が接続されている。制御コネクタ４５は、モータ２の径方向外側から配線を接続可能に設けられ、トルクセンサやＣＡＮなどの信号が入力される。
【００３８】
ヒートシンク５０は、例えばアルミ等の熱伝導性のよい材料で形成される。
ヒートシンク５０には、モータケース１０から取り出された電力出力線２３と対向する平行面５４、および、モータ２とは反対側に形成されている当接面５３を有する受熱部５５が形成される。受熱部５５は、モータケース１０の制御ユニット側壁部１５から立ち上がる方向であって、制御ユニット側壁部１５と略垂直に形成される。また、平行面５４はモータ２の回転軸Ｏと平行になるよう形成されている。
【００３９】
パワーモジュール６０は、モータ２の径方向においてヒートシンク５０の外側の平行面５４に縦配置される。ここで、「縦配置」というのは、モータ２の回転軸Ｏと直交する仮想平面と交差するよう配置することを言う。本実施形態の場合、パワーモジュール６０は、モータ２の回転軸Ｏと平行になるようヒートシンク５０に設けられている。つまり、パワーモジュール６０は、ヒートシンク５０の平行面５４と平行に設けられている。また、パワーモジュール６０とヒートシンク５０の平行面５４との間には、放熱シート５６が設けられる。パワーモジュール６０は、放熱シート５６とともに、ねじ６９によりヒートシンク５０に螺着され、ヒートシンク５０に保持される。これにより、パワーモジュール６０は、放熱シート５６を挟んでヒートシンク５０に保持されるとともに、通電により発生する熱が放熱シート５６を介してヒートシンク５０に放熱される。
【００４０】
パワーモジュール６０は、巻線への通電を切り替えるスイッチング素子であるＭＯＳ８１〜８６（図３参照）を有する。パワーモジュール６０は、銅で形成された配線パターンに、スイッチング素子または電源リレーであるＭＯＳ８１〜８８およびシャント抵抗９９が載置され、ワイヤ等で電気的に接続され、モールド部６１によりモールドされている。
【００４１】
ここでパワーモジュール６０と図３に示す回路構成との関係に言及すると、一方のパワーモジュール６０がインバータ８０に対応し、図３に示すＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９を有している。すなわち本実施形態では、ＭＯＳ８１〜８６、電源リレー８７、８８、およびシャント抵抗９９が１つのモジュールとして一体に樹脂モールドされている。また、他方のパワーモジュール６０がインバータ８９に対応し、インバータ８９を構成するＭＯＳ、電源リレー、およびシャント抵抗を有している。すなわち本実施形態では、１つのパワーモジュール６０が１系統のインバータ回路に対応している。パワーモジュール６０は、インバータ８０を構成するＭＯＳ８１〜８６、および、インバータ８９を構成するＭＯＳがヒートシンク５０の平行面５４と平行に設けられている。以下、インバータ８０を構成するＭＯＳ８１〜８６、および、インバータ８９を構成するＭＯＳを合わせて単に「ＭＯＳ」という。また、１つの受熱部５５に対して、１つの駆動系統を構成する１つのパワーモジュール６０が配置されている。
【００４２】
パワーモジュール６０は、モールド部６１から突出する制御端子６４および配線部としてのパワー端子６５を有する。
制御端子６４は、モールド部６１の幅広面の長手方向に垂直な面に形成される。また、パワー端子６５は、制御端子６４が設けられる面と平行な面に形成される。本実施形態では、パワーモジュール６０は、制御端子６４が制御基板４０側、パワー端子６５がパワー基板７０側となるように、ヒートシンク５０の受熱部５５の平行面５４に沿って縦配置される。すなわち、パワーモジュール６０、制御端子６４、およびパワー端子６５は、ヒートシンク５０の平行面５４と平行に設けられている。また、パワーモジュール６０内のＭＯＳおよびパワー端子６５は、電力出力線２３と磁気結合する。
【００４３】
制御端子６４は、制御基板４０の孔に挿通され、はんだ等により制御基板４０と電気的に接続される。この制御端子６４を介して、制御基板４０からの制御信号がパワーモジュール６０へ出力される。また、パワー端子６５は、パワー基板７０に形成される後述する孔７３に挿入され、はんだ等によりパワー基板７０と電気的に接続される。このパワー端子６５を経由して巻線２２に通電される巻線電流がパワーモジュール６０に通電される。本実施形態では、制御基板４０側には、モータ２の駆動制御に係る程度の小さい電流（例えば、２００ｍＡ）しか通電されない。一方、パワー基板７０側には、モータ２を駆動するための大電流（例えば、８０Ａ）が通電される。そのため、パワー端子６５は、制御端子６４よりも太く形成されている。
【００４４】
パワー基板７０は、例えばガラスエポキシ基板で形成されるパターン銅箔が厚い４層基板であって、モータケース領域内に収まる板状に形成される。パワー基板７０は、モータ２の反対側からねじ７２によって受熱部５５に螺着されている。これにより、パワー基板７０と受熱部５５の当接面５３とは当接するとともに（図２および図５参照）、パワー基板７０と受熱部５５とはねじ７２により電気的接続される。ここで、本実施形態の場合、ねじ７２は、パワー基板７０のグランドに接続されているグランド導体と電気的に接続されている。これにより、ヒートシンク５０は、パワー基板７０のグランド導体と電気的に接続される。
また、パワー基板７０には、巻線２２に通電される巻線電流が通電されるパワー配線が形成される。
【００４５】
パワー基板７０には、パワーモジュール６０のパワー端子６５を挿通する孔７３が形成される。また、パワー基板７０の孔７３の外側には、電力出力線２３が挿通される孔７４が形成される。電力出力線２３は、孔７４に挿通され、はんだ等により、パワー基板７０と電気的に接続される。これにより、電力出力線２３は、パワー基板７０を介してパワーモジュール６０と接続される。
【００４６】
パワー基板７０のモータ２側の面には、チョークコイル７６、および、コンデンサ７７、７８が実装されている。
チョークコイル７６、および、コンデンサ７７、７８は、ヒートシンク５０の内側に形成される空間に配置される。また、軸方向において、チョークコイル７６、コンデンサ７７、７８、パワーコネクタ７９は、パワー基板７０と制御基板４０との間に設けられる。
【００４７】
また、パワー基板７０には、パワーコネクタ７９が接続されている。パワーコネクタ７９は、制御基板４０と接続される制御コネクタ４５と同じ側に隣り合って設けられている。パワーコネクタ７９は、電源７５と接続されている配線をモータ２の径方向外側から接続可能に設けられ、パワー基板７０に電気的に接続されている電力入力線７９１を有する。これにより、パワー基板７０には、パワーコネクタ７９を経由して電源７５から電力が供給される。また、電源７５からの電力は、パワーコネクタ７９、パワー基板７０、パワーモジュール６０、および電力出力線２３を経由して、ステータ２０に巻回された巻線２２へ供給される。本実施形態の場合、電力出力線２３と電力入力線７９１とパワー端子６５とは径方向から見て重なるよう設けられている。また、パワーモジュール６０内のＭＯＳおよびパワー端子６５は、電力入力線７９１と磁気結合する。
【００４８】
カバー部材１１０は、鉄等の金属材料によって形成され、制御ユニット３から外部へ電界および磁界が漏れるのを防ぐとともに、制御ユニット３の内部へ埃等が入り込むのを防止する。カバー部材１１０は、モータケース１０と略同等の径であって、モータ２側に開口する有底円筒状に形成される。側壁１１１には、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９と対応する位置に切欠１１２が形成される。切欠１１２は、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９の形状に合わせて形成されている。本実施形態では、制御コネクタ４５がパワーコネクタ７９よりも軸方向においてモータ２側に設けられているので、これに合わせて、切欠１１２は段差をもって形成されている。この切欠１１２から制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９が径方向外側に露出し、電源７５等の駆動装置１の外部の電子部品と接続される。
【００４９】
モータ２と制御ユニット３との間には、ホルダ３０が設けられる。ホルダ３０は、モータケース１０と略同等の径の略円板状に形成される。本実施形態では、ホルダ３０は、樹脂で形成される。
【００５０】
ここで、駆動装置１の作動を説明する。
制御基板４０上のマイコン９４は、回転角センサ９３、トルクセンサ８、シャント抵抗９９等からの信号に基づき、車速に応じてステアリング５の操舵をアシストするように、プリドライバ９１を介してＰＷＭ制御により作出されたパルス信号を生成する。
【００５１】
このパルス信号は、制御端子６４を経由して、パワーモジュール６０により構成される２系統のインバータ８０、８９に出力され、ＭＯＳ８１〜８６のＯＮ／ＯＦＦの切り替え動作を制御する。これにより、巻線２２の各相には、位相のずれた正弦波電流が通電され、回転磁界が生じる。この回転磁界を受けてロータ２５およびシャフト２７が一体となって回転する。そして、シャフト２７の回転により、出力端２９からコラム軸６のギア７に駆動力が出力され、運転者のステアリング５による操舵をアシストする。
すなわち、巻線２２に通電される巻線電流により、モータ２を駆動している。この意味で、巻線２２に通電される巻線電流は、モータ２を駆動する駆動電流である、といえる。
【００５２】
本発明の第１実施形態の駆動装置１は、以下（１）〜（９）の効果を奏する。
（１）本実施形態では、パワーモジュール６０は、ＭＯＳおよびパワー端子６５がヒートシンク５０の平行面５４と平行に設けられている。ここで、ＭＯＳに流れる電流ＩのＯＮ／ＯＦＦが切り替わると、ヒートシンク５０には電磁誘導により渦電流が流れる。また、ヒートシンク５０に流れる渦電流は、ＭＯＳに流れる電流から発生する磁界Ｂ１の変化を阻害する磁界Ｂ２を発生する。つまり、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流Ｉから発生する磁界Ｂ１と、ヒートシンク５０に流れる渦電流が発生する磁界Ｂ２とは相殺する（図７参照）。このため、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流Ｉから発生する磁界Ｂ１の伝播を抑制することができる。よって、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流Ｉから発生する磁界Ｂ１が、制御コネクタ４５、パワーコネクタ７９、および電子部品等へ影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００５３】
（２）本実施形態では、電力出力線２３とパワーモジュール６０のパワー端子６５とは、パワー基板７０を介して接続される。これにより、パワー端子６５とパワー基板７０との接続、および、電力出力線２３とパワー基板７０との接続を、一工程にて行うことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【００５４】
（３）本実施形態では、パワー基板７０は、ヒートシンク５０の受熱部５５の当接面５３に当接している。これにより、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流から発生する磁界が、パワー基板７０とヒートシンク５０との隙間から、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９へ伝播することを抑制することができる。このため、ヒートシンク５０のシールド効果を高めることができる。よって、ＭＯＳおよびパワー端子６５に流れる電流から発生する磁界が、制御コネクタ４５およびパワーコネクタ７９への影響を抑制する効果を高めることができる。
【００５５】
（４）本実施形態では、ヒートシンク５０は、パワー基板７０のグランドに接続されているグランド導体に電気的に接続されている。これにより、磁束を発生する電流が流れる経路のループを大きくすることができる。また、パワー基板７０のグランドをヒートシンク５０に接続することでパワー基板７０のグランドの低インピーダンス化を図ることができる。このため、回路の動作を安定させることができ、スイッチング素子によるノイズを低減することができる。
【００５６】
（５）本実施形態では、１系統のインバータ回路に対応しているＭＯＳは、一つのパワーモジュール６０にモールドされている。これにより、組付け時の作業性を向上させることができる。
【００５７】
（６）本実施形態では、軸方向において、モータ２、制御基板４０、ヒートシンク５０およびパワーモジュール６０、パワー基板７０が、この順で配列されている。また、本実施形態では、パワーモジュール６０はモータ２の回転軸Ｏと平行に設けられ、パワーモジュール６０のパワー端子６５と電力出力線２３と電力入力線７９１とは径方向から見て重なるよう設けられている。これにより、駆動装置１の径方向の体格を小さくすることができる。また、パワーモジュール６０のパワー端子６５と電力出力線２３と電力入力線７９１との接続部は、駆動装置１全体の軸方向における端部近傍に位置することになるため、パワーモジュール６０のパワー端子６５と電力出力線２３と電力入力線７９１とを接続しやすくなる。さらに、パワーモジュール６０のパワー端子６５と電力出力線２３と電力入力線７９１との接続部が駆動装置１全体の軸方向における端部近傍に位置するので、駆動装置１が故障した場合において、修理がしやすくなる。
【００５８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の駆動装置について説明する。上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の駆動装置の断面図を８に示す。
【００５９】
図９に示すように、ヒートシンク５０の受熱部５５の径方向内側には、「平行面」としての斜面５７および鉛直面５８が形成されている。斜面５７は、モータ２の回転軸Ｏに対して傾斜するよう形成されている。鉛直面５８は、モータ２の回転軸Ｏと平行になるよう形成されている。本実施形態では、パワーモジュール６０は、斜面５７と平行に、受熱部５５の斜面５７に設けられている。また、パワー端子６５は、鉛直面５８と平行になるよう形成されている。
本実施形態は、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。
【００６０】
（他の実施形態）
上記実施形態では、スイッチング素子の配線部としてのパワー端子と、電力出力線と、電力入力線とは、径方向から見て重なるよう設けられている。これに対し、他の実施形態では、スイッチング素子の配線部としてのパワー端子および電力出力線のみを径方向から見て重なるよう設ける構成、または、スイッチング素子の配線部としてのパワー端子および電力入力線のみを径方向から見て重なるよう設ける構成であっても良い。
【００６１】
上記実施形態では、配線板としてのパワー基板と金属筐体としてのヒートシンクとは当接している。これに対し、他の実施形態では、パワー基板とヒートシンクとは、磁界が伝播しない程度（例えば数μｍ〜数十μｍ）の微小な隙間を介して近接することとしても良い。
上記実施形態では、負荷としてモータが使用されている。これに対し、他の実施形態では、負荷は他の電気機器であっても良い。
上記の実施形態では、車両の電動パワーステアリング装置に適用される駆動装置につい
て説明した。これに対し、他の実施形態では、駆動装置を他の用途に適用することとしても良い。
【００６２】
上記の実施形態では、制御基板は一例としてガラスエポキシ基板を用い、パワー基板は一例として厚銅箔のガラスエポキシ基板を用いた。これに対し、他の実施形態では、制御基板およびパワー基板は、バスバー等によって構成されることとしても良い。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１        ・・・駆動装置
２        ・・・モータ（負荷）
３        ・・・制御ユニット
２３      ・・・電力出力線
５０      ・・・ヒートシンク（金属筐体）
５３      ・・・当接面
５４      ・・・平行面
５７      ・・・斜面（平行面）
５８      ・・・鉛直面（平行面）
６０      ・・・パワーモジュール
６５      ・・・パワー端子（配線部）
７０      ・・・パワー基板（配線板）
７５      ・・・電源
７９      ・・・パワーコネクタ
８１〜８６・・・ＭＯＳ（スイッチング素子）
７９１    ・・・電力入力線
Ｏ        ・・・回転軸
【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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