特許 7395924 モータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】モータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/33 20160101AFI20231205BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20231205BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20231205BHJP

   H02K 11/30 20160101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

H02K11/33

H01L23/36 A

H05K7/20 D

H02K11/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019183029

(22)【出願日】2019-10-03

(65)【公開番号】P2021061653

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕人

(72)【発明者】

【氏名】林 佑樹

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２０８４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０１９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７３０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２７５７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７０８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６３８１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １１／００－１１／４０

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータを収容する、有底筒状体をなすモータハウジングと、
前記モータに対する前記モータハウジングにおける開口側に固定された金属製のヒートシンクと、
基板と、前記基板に実装されているとともに前記モータの駆動を制御するためのスイッチング素子を含む電子部品とを有する、前記ヒートシンクに対する前記モータハウジングにおける開口側に配置されている基板部と、
前記スイッチング素子と前記ヒートシンクとの間に介在される放熱材とを備えたモータ装置であって、
前記スイッチング素子は、前記基板における前記ヒートシンク側の面に実装されており、
前記スイッチング素子は、素子本体部と、前記素子本体部の前記基板と対向する面に形成されている金属製の第２放熱部と、前記素子本体部の前記第２放熱部と反対側の面に形成されている金属製の第１放熱部とを有し、
前記基板部における前記第１放熱部側からの放熱量は、前記基板部における前記第１放熱部と反対側からの放熱量よりも大きく、
前記基板部における前記第１放熱部側には、前記ヒートシンクが対向するように配置されており、
前記モータ装置は、
前記モータの回転軸の回転に伴い変化する磁界に応じた電気信号を生成する、前記基板における前記ヒートシンク側の面に実装されている磁気センサと、
前記基板部における前記第１放熱部と反対側に対向するように配置されている金属製のサブヒートシンクと、
前記基板における前記スイッチング素子と反対側の部分と前記サブヒートシンクとの間に介在されるサブ放熱材と、をさらに備え、
前記基板部は、前記回転軸の軸方向において、前記基板部を投影した領域が前記モータハウジングの領域と重なるように配置され、
前記スイッチング素子は、前記回転軸の軸方向において、前記磁気センサと重ならないように前記基板に実装され、
前記サブヒートシンクは、前記回転軸の軸方向において、前記サブヒートシンクを投影した領域が前記モータハウジングの領域と重なるように配置されているとともに、前記磁気センサと重ならないように配置されているモータ装置。

【請求項2】

前記基板における前記スイッチング素子と反対側に設けられるとともに外部機器との間で情報を授受するコネクタを備えており、
前記コネクタは、前記基板の板厚方向である前記回転軸の軸方向に延びるとともに、前記回転軸の軸方向において、前記コネクタを投影した領域が前記モータハウジングの領域と重なるように配置され、
前記スイッチング素子は、前記回転軸の軸方向において、前記コネクタと重ならないように前記基板に実装され、
前記サブヒートシンクは、前記回転軸の軸方向において、前記コネクタと重ならないように配置されている請求項１に記載のモータ装置。

【請求項3】

前記モータの駆動を制御する制御素子を備えており、
前記制御素子は、前記回転軸の軸方向において、前記コネクタと重なるように前記基板に実装されている請求項２に記載のモータ装置。

【請求項4】

前記ヒートシンクは、前記回転軸の軸方向から見たとき円形状に形成される凹部を有し、
前記凹部の内周面と前記回転軸の外周面との間には、前記凹部に対して前記回転軸を回転可能に支持する軸受が設けられ、
前記スイッチング素子は、前記回転軸の軸方向において、前記回転軸及び前記軸受と重ならないように前記基板に実装されている請求項１～３のうちいずれか一項に記載のモータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、モータと、モータの駆動を制御するための電子部品が実装された基板とが一体化されたモータ装置が開示されている。モータを収容するモータケースには、ヒートシンクが取り付けられている。ヒートシンクには、基板が取り付けられている。基板には、インバータのスイッチング素子が実装されている。スイッチング素子は、基板におけるヒートシンク側の面にリード部を半田付けすることによって、基板に実装されている。スイッチング素子は、通電されることによって発熱する。スイッチング素子の基板と反対側の面である背面には、スイッチング素子からの熱をヒートシンクへ伝える背面放熱部が設けられている。スイッチング素子の背面放熱部とヒートシンクとの間には熱伝導性フィラーが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－７３０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スイッチング素子からの発熱は、スイッチング素子の背面に設けられた背面放熱部から熱伝導性フィラーを介してヒートシンクへと放熱される。一方、スイッチング素子と基板とはリード部によって接続されているだけであるため、スイッチング素子の基板側の面からは、ほとんど放熱することができない。このため、スイッチング素子の放熱性能を十分に確保できないおそれがあった。特に、近年は、モータの高出力化が求められることから、スイッチング素子からの発熱は大きくなりがちである。このため、モータ装置においては、スイッチング素子からの放熱性能を、より一層向上することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するモータ装置は、モータと、基板と、前記基板に実装されているとともに前記モータの駆動を制御するためのスイッチング素子を含む電子部品とを有する基板部と、前記モータを収容するモータハウジングと、前記モータハウジングに固定された金属製のヒートシンクと、前記スイッチング素子と前記ヒートシンクとの間に介在される放熱材とを備え、前記スイッチング素子は、前記基板における前記ヒートシンク側の面に実装されており、前記スイッチング素子は、素子本体部と、前記素子本体部の前記基板と対向する面に形成されている金属製の第２放熱部と、前記素子本体部の前記第２放熱部と反対側の面に形成されている金属製の第１放熱部とを有し、前記基板部における前記第１放熱部側からの放熱量は、前記基板部における前記第１放熱部と反対側からの放熱量よりも大きく、前記基板部における前記第１放熱部側には、前記ヒートシンクが対向するように配置されている。

【0006】

上記構成では、基板部における第１放熱部と反対側からの放熱量よりも放熱量の大きい基板部における第１放熱部側には、ヒートシンクが対向するように配置されていることから、スイッチング素子からヒートシンクへと効率的に放熱することができる。これにより、スイッチング素子の放熱性能を向上できる。

【0007】

上記のモータ装置は、前記基板部における前記第１放熱部と反対側に対向するように配置されている金属製のサブヒートシンクと、前記基板における前記スイッチング素子と反対側の部分と前記サブヒートシンクとの間に介在されるサブ放熱材とを備えていることが好ましい。

【0008】

上記構成では、基板部における第１放熱部と反対側からサブ放熱材を介してサブヒートシンクへと放熱される。サブヒートシンクへと放熱される分、サブヒートシンクへと放熱されない場合と比べて、スイッチング素子の放熱性能をより向上できる。

【0009】

上記のモータ装置は、前記ヒートシンクは、前記モータの回転軸の軸方向から見たとき円形状に形成される凹部を有し、前記凹部の内周面と前記モータの回転軸の外周面との間には、前記凹部に対して前記回転軸を回転可能に支持する軸受が設けられ、前記スイッチング素子は、前記回転軸の軸方向において、前記回転軸及び前記軸受と重ならないように前記基板に実装されていることが好ましい。

【0010】

回転軸の軸方向において、ヒートシンクにおける軸受を支持するための凹部が形成されている領域では、ヒートシンクの肉厚が薄くなる。ヒートシンクにおける肉厚が薄い部分は肉厚が薄くない部分よりも熱容量が小さい。上記構成では、回転軸の軸方向において、スイッチング素子が回転軸及び軸受と重ならないように基板に実装していることから、スイッチング素子の第１放熱部から放熱材を介してヒートシンクへ放熱する際、ヒートシンクにおける熱容量のより大きい部分に放熱される。このため、スイッチング素子からヒートシンクへと効率的に放熱することができる。

【0011】

上記のモータ装置は、前記基板における前記スイッチング素子と反対側に設けられるとともに外部機器との間で情報を授受するコネクタを備えており、前記スイッチング素子は、前記モータの回転軸の軸方向において、前記コネクタと重ならないように前記基板に実装されていることが好ましい。

【0012】

上記構成では、モータの回転軸の軸方向において、スイッチング素子がコネクタと重ならないように基板に実装されていることから、基板におけるスイッチング素子と反対側の領域は、コネクタによって占有されることはない。したがって、例えばコネクタ及び基板をまとめて制御装置アッシーとした後であっても、基板へのコネクタ側からの放熱材の塗布やサブヒートシンクの組み付け等の作業が容易になる。

【0013】

上記のモータ装置は、前記モータの駆動を制御する制御素子を備えており、前記制御素子は、前記モータの回転軸の軸方向において、前記コネクタと重なるように前記基板に実装されていることが好ましい。

【0014】

上記構成では、モータの回転軸の軸方向において、制御素子がコネクタと重なるように基板に実装されていることから、スイッチング素子及び制御素子をコネクタと重ならないように基板に実装する場合と比べて、回転軸の軸方向と直交する方向における基板の大型化を抑制することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明のモータ装置によれば、スイッチング素子からの放熱性能をより向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】モータ装置の斜視図。

【図2】モータ装置の分解斜視図。

【図3】図１のＬ－Ｌ線に沿って切断したモータ装置の断面図。

【図4】カバーを取り外した状態のモータ装置の上面図。

【図5】カバー及びモータハウジングが取り外された状態のモータ装置であって、図４のＡ－Ａ線に沿って切断したモータ装置の概略構造を示す断面図。

【図6】他の実施形態において、カバー及びモータハウジングが取り外された状態のモータ装置であって、図４のＡ－Ａ線に沿って切断したモータ装置の概略構造を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

モータ装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、モータ装置１は、モータ２と、基板部３と、モータハウジング４と、ヒートシンク５と、放熱材７と、サブヒートシンク８と、サブ放熱材９と、コネクタ１０と、カバー１１とを備えている。基板部３には、モータ２の駆動を制御するための電子部品６が実装されている。電子部品６には、モータ２に駆動電流を供給するための素子であるスイッチング素子６１が複数含まれている。モータハウジング４は、モータ２を収容している。ヒートシンク５は、モータハウジング４に固定されるとともに電子部品６からの放熱性能を高めるために設けられている。放熱材７は、スイッチング素子６１からヒートシンク５への熱伝導性を高めるために設けられている。サブヒートシンク８は、電子部品６からの放熱性能をさらに高めるために設けられている。サブヒートシンク８は、ヒートシンク５に固定されている。サブ放熱材９は、スイッチング素子６１からサブヒートシンク８への熱伝導性を高めるために設けられている。コネクタ１０は、基板部３に固定されるとともに外部機器との間で情報を授受するために設けられている。カバー１１は、基板部３及びコネクタ１０を覆っている。なお、以下では、説明の便宜上、モータ２の軸方向Ｘを基準として、カバー１１側を第１軸方向、モータ２側を第２軸方向という。軸方向Ｘは、モータ２の回転軸２ａの延びる方向である。モータ装置１は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるステアリングモータである。

【0018】

モータ２及びモータハウジング４の構成について説明する。
図３に示すように、モータ２は、モータハウジング４内に固定されたステータ２１と、ステータ２１の内周に回転可能に配置されたロータ２２とを有している。

【0019】

図２及び図３に示すように、モータハウジング４は、有底筒状体をなしている。モータハウジング４は、第１軸方向側に開口している。ヒートシンク５は、略平板状をなしており、モータハウジング４の開口を閉塞している。ヒートシンク５は、モータハウジング４に固定されている。モータハウジング４及びヒートシンク５は、金属製である。モータハウジング４の底部の中央には、軸方向Ｘに貫通した第１凹部４１が形成されている。ヒートシンク５の中央には、軸方向Ｘに貫通した第２凹部５１が形成されている。第１凹部４１及び第２凹部５１は、軸方向Ｘから見たとき円形状に形成されている。モータハウジング４の開口端部４３は、略長方形と略長方形の一方の長辺を底辺とした略台形とが一体となっている略六角形状をなしている。略長方形の２つの長辺は、略台形の２つの底辺と略平行である。開口端部４３の外周面には、複数の係合突部４４が形成されている。また、ヒートシンク５も、軸方向Ｘから見たとき、略長方形と略長方形の一方の長辺を底辺とした略台形とが一体となっている略六角形状をなしている。略長方形の２つの長辺は、略台形の２つの底辺と略平行である。ヒートシンク５には、第１軸方向に突出した複数の支持部４５が形成されている。また、ヒートシンク５には、第１軸方向に突出したヒートマス４６が形成されている。ヒートマス４６は、軸方向Ｘから見たとき、Ｌ字状をなしている。

【0020】

ステータ２１は、モータハウジング４の筒状部の内壁面に固定された円筒状のステータコア２３、及びステータコア２３に巻回されたモータコイル２４を有している。モータコイル２４の接続端子２４ａは、バスバー２５を介して基板部３に接続されている。

【0021】

ロータ２２は、回転軸２ａと一体回転可能に固定された円筒状のロータコア２６、及びロータコア２６の外周に固定された複数の永久磁石２７を備えている。永久磁石２７は、その磁極がロータコア２６の周方向において、Ｎ極及びＳ極が交互に入れ替わるように配置されている。モータハウジング４に形成された第１凹部４１には、第１軸受２８が設けられている。第１軸受２８は、第１凹部４１の内周面と回転軸２ａの外周面との間に設けられている。第１軸受２８は、モータハウジング４の第１凹部４１に対して回転軸２ａの第２軸方向側の端部を回転可能に支持する。ヒートシンク５に形成された第２凹部５１には、第２軸受２９が設けられている。第２軸受２９は、第２凹部５１の内周面と回転軸２ａの外周面との間に設けられている。第２軸受２９は、ヒートシンク５の第２凹部５１に対して回転軸２ａの第１軸方向側の端部を回転可能に支持する。これにより、回転軸２ａは、第１軸受２８及び第２軸受２９を介してモータハウジング４の内壁面に対して回転可能に支持されている。

【0022】

基板部３及びコネクタ１０の構成について説明する。
図２～図４に示すように、基板部３は、プリント基板である基板３ａと、基板３ａに実装されている複数の電子部品６とを有している。基板３ａは、モータハウジング４の開口端部４３に対応した略六角形の平板状に形成されている。複数のスイッチング素子６１は、基板３ａにおけるコネクタ１０と反対側の面、すなわち基板３ａにおけるヒートシンク５側の面に実装されている。電子部品６は、スイッチング素子６１の他に、例えばモータ２に供給する駆動電力の目標値等の演算を行うための制御回路を構成する制御素子７０、磁気センサ７１、コイル７２、及びシャント抵抗７４等を含んでいる。制御素子７０は、基板３ａにおけるコネクタ１０側の面に実装されている。磁気センサ７１は、基板３ａにおけるヒートシンク５側の面に実装されている。回転軸２ａにおける基板部３と対向している端部、すなわち回転軸２ａにおける第１軸方向側の端部には、磁石７３が取り付けられている。磁気センサ７１は、回転軸２ａの軸方向Ｘにおいて、磁石７３と隙間を介して対向している。磁気センサ７１は、磁石７３の回転に伴い変化する磁界に応じた電気信号を生成する。この電気信号は、モータ２の回転軸２ａの回転角度の演算に用いられる。また、コイル７２は、基板３ａにおけるコネクタ１０側の面に実装されている。コイル７２は、電磁ノイズを低減するための電子部品である。コイル７２は、楕円柱状をなしている。シャント抵抗７４は、モータ２に供給される駆動電流を検出する素子である。

【0023】

基板３ａは、複数のねじ９０が挿通されていることにより、ヒートシンク５に対して固定されている。ねじ９０は、軸部及び頭部を有している。軸部の外周面には、ねじ溝が形成されている。頭部は、半球状をなしている。頭部の外周面は、軸部よりも拡径している。基板３ａを挿通しているねじ９０の軸部がヒートシンク５の支持部４５に螺着することにより、基板３ａはヒートシンク５に固定されている。

【0024】

コネクタ１０は、基板３ａの板厚方向に延びているベース部１０１と、ベース部１０１から基板３ａの延びる方向に延びている延出部１０２と、ベース部１０１及び延出部１０２から第２軸方向に延びている足部１０３とを有している。ベース部１０１は、延出部１０２よりも第１軸方向に延びている。軸方向Ｘから見たとき、延出部１０２は、モータ２の回転軸２ａを中心として、基板３ａにおける略台形の部分に偏って配置された状態で基板３ａに固定されている。各ベース部１０１は、筒状に形成されているとともに、軸方向Ｘから見たとき、楕円形状をなしている。各ベース部１０１は、外部機器から延びる配線が接続可能に形成されている。

【0025】

図２及び図３に示すように、コネクタ１０は、複数の足部１０３を有している。各足部１０３は、略円柱状に形成されている。コネクタ１０の各足部１０３の先端は、基板３ａに接触している。ねじ９１が基板３ａを貫通して各足部１０３に螺着していることにより、コネクタ１０は基板３ａに固定されている。ねじ９１は、基板３ａにおけるコネクタ１０と反対側の面から基板３ａに挿通されている。コネクタ１０が基板３ａに固定された状態で、ベース部１０１内のターミナルから延びる接続端子は、基板３ａにおける予め設定された位置に接続されている。

【0026】

図２～４に示すように、延出部１０２の基板３ａと反対側の面には、カバー１１の底壁部１１２に当接している当接部１０４が設けられている。軸方向Ｘから見たとき、環状に形成されている当接部１０４は、ベース部１０１を取り囲んでいる。当接部１０４は、延出部１０２の周縁部分に設けられている。

【0027】

カバー１１の構成について説明する。
図２及び図３に示すように、カバー１１は、モータハウジング４の開口端部４３の形状に対応した有底角筒状に形成されている。カバー１１は、金属材料から構成されている。カバー１１は、筒状の側壁部１１１及び底壁部１１２を有している。側壁部１１１には、第２軸方向に突出した板状の取付部１１３が複数箇所に形成されている。各取付部１１３には、その板厚方向に貫通した係合孔１１４が形成されている。

【0028】

カバー１１の底壁部１１２には、底壁部１１２を軸方向Ｘに貫通する貫通孔１１５が形成されている。貫通孔１１５は、コネクタ１０の延出部１０２よりも一回り小さな略Ｌ字状に形成されている。貫通孔１１５の内周縁部１１５ａは、延出部１０２の当接部１０４と軸方向Ｘにおいて当接する。カバー１１は、貫通孔１１５を介してベース部１０１がカバー１１から突出するようにモータハウジング４に装着され、取付部１１３の係合孔１１４に係合突部４４が係合していることにより固定されている。カバー１１の底壁部１１２には、軸方向Ｘから見たとき、略六角形状をなすカバー１１の底壁部１１２における略長方形状の部分において、基板３ａに近付くように段差形状をなす段差部１１６が形成されている。

【0029】

このように構成されたモータ装置１は、基板部３を介して駆動電流がモータコイル２４に対して供給されると、ステータ２１に回転磁界が発生し、その回転磁界に基づいてロータ２２が回転する。

【0030】

本実施形態では、スイッチング素子６１は、制御素子７０の演算した目標値に従ってモータ２に駆動電流を供給するための駆動回路を構成する素子である。スイッチング素子６１としては、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が採用されている。スイッチング素子６１は、略直方体状の素子本体部６２と、素子本体部６２の一面に形成されている金属製の第１放熱部６３と、素子本体部６２の第１放熱部６３と反対側の面に形成されている金属製の第２放熱部６４とを有している。素子本体部６２は、通電部分と通電部分の周囲を覆う樹脂部分とを有している。素子本体部６２は、例えばスイッチング素子６１がＭＯＳＦＥＴである場合、通電部分としてゲート端子、ソース端子、及びドレイン端子等の端子を有している。この場合、素子本体部６２では、ゲート端子、ソース端子、及びドレイン端子の一部が樹脂部分から外面に露出している。第１放熱部６３及び第２放熱部６４は、素子本体部６２の樹脂部分に埋め込み形成されている。第２放熱部６４は、素子本体部６２における基板３ａ側の面に配置されている。第１放熱部６３は、素子本体部６２におけるヒートシンク５側の面に配置されている。すなわち、基板部３における第１放熱部６３側には、ヒートシンク５が対向するように配置されている。第１放熱部６３及び第２放熱部６４は、素子本体部６２からの放熱性能を上げるために設けられている。基板部３における第１放熱部６３側からの放熱量は、基板部３における第２放熱部６４側からの放熱量よりも大きい。第１放熱部６３が設けられることにより素子本体部６２からヒートシンク５への熱抵抗を小さくし、第２放熱部６４が設けられることにより素子本体部６２からサブヒートシンク８への熱抵抗を小さくしている。

【0031】

スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、回転軸２ａ及び第２軸受２９と重ならないように基板３ａに実装されている。すなわち、スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、ヒートシンク５における第２凹部５１と重ならないように基板３ａに実装されている。また、スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、コネクタ１０と重ならないように基板３ａに実装されている。つまり、スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、基板３ａに回転軸２ａ及び第２軸受２９を投影した領域及び基板３ａにコネクタ１０を投影した領域と重ならないようにされている。

【0032】

図５に示すように、スイッチング素子６１の第１放熱部６３とヒートシンク５との間には、放熱材７が介在されている。放熱材７としては、熱伝導性を高める放熱グリス等が採用されている。放熱材７は、第１放熱部６３とヒートシンク５との間の隙間を埋めることにより、スイッチング素子６１からヒートシンク５への熱抵抗を小さくしている。図４及び図５に示すように、放熱材７は、基板３ａにおけるヒートシンク５側の面において、スイッチング素子６１が実装されている部分を含んだ領域に塗布されている。

【0033】

図２～図５に示すように、基板３ａにおけるヒートシンク５と反対側には、金属製のサブヒートシンク８が配置されている。すなわち、サブヒートシンク８は、基板部３における第１放熱部６３と反対側に対向するように配置されている。サブヒートシンク８は、板状をなしている。サブヒートシンク８は、ヒートシンク５よりも体格が小さいことから、ヒートシンク５よりも熱容量が小さい。サブヒートシンク８は、ヒートシンク５に固定されている。サブヒートシンク８は、基板３ａにおけるスイッチング素子６１が実装されている領域を覆うように配置されている。サブヒートシンク８は、コネクタ１０と軸方向Ｘにおいて重ならないように配置されている。図５に示すように、サブヒートシンク８の軸方向Ｘにおける厚みは、基板３ａの軸方向Ｘにおける厚みよりも厚く設定されている。サブヒートシンク８は、略台形の第１部分８１と、略台形の長辺と長辺が同じ長さの略長方形の第２部分８２と、略台形との長辺と長辺が同じ長さの略長方形の第４部分８４と、第２部分８２と第４部分８４との間を繋ぐ略四角形の第３部分８３とを有している。サブヒートシンク８において、第１部分８１、第２部分８２、第３部分８３、及び第４部分８４の順に並んで配置されている。第１部分８１は、長辺と短辺とを繋ぐ一方の辺が、長辺及び短辺に対して直角をなす略台形をなしている。第３部分８３は、第２部分８２及び第４部分８４の長辺よりも短い辺からなる四角形状をなしている。第１部分８１の長辺と短辺とを繋ぐ一方の辺が、長辺及び短辺に対して直角をなす側において、第１部分８１、第２部分８２、第３部分８３、及び第４部分８４は接続されている。また、第１部分８１には、略台形における短辺側において板厚方向を貫通する貫通孔が形成されている。また、第４部分８４には、その先端部分において板厚方向を貫通する貫通孔が形成されている。サブヒートシンク８は、各貫通孔にねじ９２が挿通されていることにより、ヒートシンク５に対して固定されている。サブヒートシンク８を貫通しているねじ９２の軸部がヒートシンク５に螺着することにより、サブヒートシンク８はヒートシンク５に固定されている。サブヒートシンク８がヒートシンク５に固定された状態において、第２部分８２、第３部分８３、及び第４部分８４により囲まれる空間には、バスバー２５が延出している。

【0034】

図５に示すように、基板３ａにおけるスイッチング素子６１の第２放熱部６４と反対側の部分とサブヒートシンク８との間には、サブ放熱材９が介在されている。サブ放熱材９としては、熱伝導性を高める放熱グリス等が採用されている。サブ放熱材９は、基板３ａにおける第２放熱部６４と反対側の部分とサブヒートシンク８との間の隙間を埋めることにより、スイッチング素子６１からサブヒートシンク８への熱抵抗を小さくしている。図４及び図５に示すように、サブ放熱材９は、基板３ａにおけるサブヒートシンク８側の面において、スイッチング素子６１が実装されている部分を含んだ領域に塗布されている。

【0035】

図２及び図４に示すように、制御素子７０は、基板３ａにおけるコネクタ１０側の面に実装されている。また、制御素子７０は、軸方向Ｘにおいて、コネクタ１０と重なるように基板３ａに実装されている。つまり、制御素子７０は、軸方向Ｘにおいて、コネクタ１０を投影した領域と重なるように基板３ａに実装されている。したがって、制御素子７０とスイッチング素子６１とは、軸方向Ｘにおいて、互いに重ならないように実装されている。また、磁気センサ７１、コイル７２等の他の電子部品についても、軸方向Ｘにおいて、基板３ａにおけるスイッチング素子６１が実装されている領域と重ならないようにされている。

【0036】

モータ装置１の組み立て工程について説明する。
モータ装置１を組み立てるための作業台であるパレットに、モータアッシー、制御装置アッシー、サブヒートシンク８、及びカバー１１を載置する。モータアッシーは、モータ２を収容したモータハウジング４の開口をヒートシンク５によって覆うことで、モータ２、モータハウジング４、及びヒートシンク５を一つにまとめたものである。また、制御装置アッシーは、基板３ａにコネクタ１０を固定することによって、基板部３及びコネクタ１０を一つにまとめたものである。

【0037】

ヒートシンク５における所定箇所に放熱材７を塗布する。所定箇所とは、基板部３がヒートシンク５に対して固定されたときに、基板３ａにおけるスイッチング素子６１が実装されている領域と軸方向Ｘにおいて重なる領域のことである。

【0038】

基板３ａにおける所定箇所にサブ放熱材９を塗布する。所定箇所とは、サブヒートシンク８及び基板３ａがヒートシンク５に対して固定されたときに、軸方向Ｘにおいて、基板３ａにおけるサブヒートシンク８側の面において、スイッチング素子６１が実装されている領域と重なる領域のことである。

【0039】

モータアッシーに制御装置アッシーを組み付ける。すなわち、基板３ａにねじ９０を挿通させるとともに、基板３ａに挿通しているねじ９０の軸部をヒートシンク５の支持部４５に螺着させることにより、基板部３をヒートシンク５に対して組み付ける。これにより、基板３ａに実装されているスイッチング素子６１の第１放熱部６３とヒートシンク５との間に放熱材７を介在させる。

【0040】

モータアッシーに組み付けられた制御装置アッシーにサブヒートシンク８を組み付ける。すなわち、サブヒートシンク８にねじ９２を挿通させるとともに、サブヒートシンク８に挿通しているねじ９２の軸部をヒートシンク５に螺着させることにより、サブヒートシンク８をヒートシンク５に対して組み付ける。これにより、基板３ａにおけるスイッチング素子６１の第２放熱部６４と反対側の部分とサブヒートシンク８との間にサブ放熱材９を介在させる。

【0041】

サブヒートシンク８の第２部分８２、第３部分８３、及び第４部分８４により囲まれる空間に延出しているバスバー２５を基板３ａに対して半田付けする。これにより、モータコイル２４の接続端子２４ａがバスバー２５を介して基板部３に接続される。

【0042】

制御装置アッシー及びサブヒートシンク８が組み付けられたモータアッシーに対してカバー１１を取り付ける。すなわち、基板部３及びコネクタ１０を覆うようにカバー１１をモータハウジング４の開口端部４３の外面に圧入する。これにより、カバー１１は、貫通孔１１５を介してベース部１０１がカバー１１から突出するようにモータハウジング４に装着され、取付部１１３の係合孔１１４に係合突部４４が係合することにより固定される。

【0043】

以上でモータ装置１の組み立てを終了する。
本実施形態の作用を説明する。
スイッチング素子６１の第１放熱部６３から放熱材７を介してヒートシンク５へ放熱されるとともに、スイッチング素子６１の第２放熱部６４から基板３ａへ放熱される。第１放熱部６３から放熱材７を介してヒートシンク５へ放熱された熱は、ヒートシンク５からモータハウジング４へと放熱される。また、第２放熱部６４から基板３ａ及びサブ放熱材９を介してサブヒートシンク８へ放熱された熱は、サブヒートシンク８からヒートシンク５へと放熱され、ヒートシンク５からモータハウジング４へと放熱される。このように、スイッチング素子６１は、ヒートシンク５側及び基板３ａ側の両方から効率よく放熱することができる。さらに、スイッチング素子６１における素子本体部６２からの放熱量の大きい第１放熱部６３を基板３ａよりも放熱性能の高いヒートシンク５側に配置していることから、スイッチング素子６１からヒートシンク５へと効率的に放熱することができる。

【0044】

本実施形態の効果を説明する。
（１）基板部３における第１放熱部６３と反対側からの放熱量よりも放熱量の大きい基板部における第１放熱部６３側には、ヒートシンク５が対向するように配置されていることから、スイッチング素子６１からヒートシンク５へと効率的に放熱することができる。これにより、スイッチング素子６１からの放熱性能を向上できる。

【0045】

（２）基板部３における第１放熱部６３と反対側からサブ放熱材９を介してサブヒートシンク８へと放熱される。サブヒートシンク８へと放熱される分、サブヒートシンク８へと放熱されない場合と比べて、スイッチング素子６１の放熱性能をより向上できる。

【0046】

（３）ヒートシンク５のみでスイッチング素子６１が必要とする放熱性能に達している場合にはサブヒートシンク８を設けず、ヒートシンク５のみでスイッチング素子６１が必要とする放熱性能に達していない場合にはサブヒートシンク８を設けてスイッチング素子６１の放熱性能をより向上させることができる。このように、スイッチング素子６１が必要とする放熱性能に合わせて選択的にサブヒートシンク８を設けることができる。

【0047】

（４）モータ２の回転軸２ａの軸方向Ｘにおいて、ヒートシンク５における第２軸受２９を支持するための第２凹部５１が形成されている領域では、ヒートシンク５の肉厚が薄くなる。ヒートシンク５における肉厚が薄い部分は肉厚が薄くない部分よりも熱容量が小さい。本実施形態では、軸方向Ｘにおいて、回転軸２ａ及び第２軸受２９と重ならないようにスイッチング素子６１を基板３ａに実装していることから、スイッチング素子６１の第１放熱部６３から放熱材７を介してヒートシンク５へ放熱する際、ヒートシンク５における熱容量のより大きい部分に放熱される。このため、スイッチング素子６１からヒートシンク５へと効率的に放熱することができる。

【0048】

（５）軸方向Ｘにおいて、スイッチング素子６１がコネクタ１０と重ならないように基板３ａに実装されていることから、基板３ａにおけるスイッチング素子６１と反対側の領域は、コネクタ１０によって占有されることはない。したがって、例えば、コネクタ１０及び基板部３をまとめて制御装置アッシーとした後であっても、基板部３へのコネクタ１０側からの放熱材７の塗布やサブヒートシンク８の組み付け等の作業が容易になる。具体的には、スイッチング素子６１の第２放熱部６４側の放熱性能を高めるために、基板３ａにおけるスイッチング素子６１と反対側にサブヒートシンク８を設けることがある。この場合、基板３ａにおけるスイッチング素子６１と反対側の部分とサブヒートシンク８との間にサブ放熱材９を介在させるために、基板３ａにおけるスイッチング素子６１と反対側の領域にサブ放熱材９を塗布することになる。この領域には、軸方向Ｘにおいてコネクタ１０が重ならないことから、コネクタ１０が重なる場合と比べて、サブ放熱材９を塗布してサブヒートシンク８を設けるのが容易になる。

【0049】

（６）軸方向Ｘにおいて、制御素子７０がコネクタ１０と重なるように基板３ａに実装されていることから、スイッチング素子６１及び制御素子７０をコネクタ１０と重ならないように基板３ａに実装する場合と比べて、軸方向Ｘと直交する方向における基板３ａの大型化を抑制することができる。

【0050】

上記実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・制御素子７０は、軸方向Ｘにおいて、コネクタ１０と重なるように基板３ａに実装されていたが、コネクタ１０と重ならないように基板３ａに実装されてもよい。また、制御素子７０は、基板３ａにおけるヒートシンク５側の面に実装されてもよい。

【0051】

・スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、コネクタ１０と重ならないように基板３ａに実装されていたが、コネクタ１０と重なるように基板３ａに実装されてもよい。
・スイッチング素子６１は、軸方向Ｘにおいて、回転軸２ａ及び第２軸受２９と重ならないように基板３ａに実装されていたが、回転軸２ａ及び第２軸受２９と重なるように基板３ａに実装されてもよい。

【0052】

・ヒートシンク５には、第２軸受２９を保持するための第２凹部５１が形成されたが、ヒートシンク５に第２凹部５１が形成されなくてもよい。この場合、別の構成に第２軸受２９を保持するための部位を形成すればよい。

【0053】

・サブヒートシンク８の体格はヒートシンク５と同程度であってもよく、サブヒートシンク８の熱容量はヒートシンク５の熱容量と同程度であってもよい。
・図６に示すように、基板３ａにおけるヒートシンク５と反対側の面にサブヒートシンク８を配置しなくてもよい。この場合、サブ放熱材９についても、基板３ａとサブヒートシンク８との間に介在させなくてよい。

【0054】

・第１放熱部６３及び第２放熱部６４は、素子本体部６２の樹脂部分に埋め込み形成されていたが、これに限らない。例えば、第１放熱部６３及び第２放熱部６４は、素子本体部６２の通電部分と共通化していてもよい。この場合、第２放熱部６４は、ソース端子やドレイン端子と共通化していてもよい。

【0055】

・ヒートシンク５における所定箇所に放熱材７を塗布してから基板３ａをヒートシンク５に対して組み付けたが、基板３ａにおける所定箇所に放熱材７を塗布してから基板３ａをヒートシンク５に対して組み付けてもよい。

【0056】

・基板３ａにおける所定箇所にサブ放熱材９を塗布してからサブヒートシンク８をヒートシンク５に対して組み付けたが、サブヒートシンク８における所定箇所にサブ放熱材９を塗布してからサブヒートシンク８をヒートシンク５に対して組み付けてもよい。

【0057】

・基板３ａをヒートシンク５に対してねじ９０によって組み付けたが、組付態様はねじ９０に限らず、適宜変更可能である。例えば、基板３ａをヒートシンク５に対してスナップフィットによって組み付けてもよい。

【0058】

・コネクタ１０を基板３ａに対してねじ９１によって組み付けたが、組付態様はねじ９１に限らず、適宜変更可能である。例えば、コネクタ１０を基板３ａに対してスナップフィットによって組み付けてもよい。

【0059】

・サブヒートシンク８をヒートシンク５に対してねじ９２によって組み付けたが、組付態様はねじ９２に限らず、適宜変更可能である。例えば、サブヒートシンク８をヒートシンク５に対してスナップフィットによって組み付けてもよい。

【0060】

・基板３ａ、モータハウジング４の開口端部４３、ヒートシンク５、及びカバー１１は、略六角形状をなしていたが、例えば略四角形状をなしていてもよい。すなわち、基板３ａ、モータハウジング４の開口端部４３、ヒートシンク５、及びカバー１１の形状は、適宜変更可能である。また、コネクタ１０の形状についても、適宜変更可能である。

【0061】

・基板３ａに制御素子７０が実装されていたが、言い換えるとモータ装置１の内部に制御素子７０が配置されていたが、これに限らない。すなわち、モータ装置１の外部に制御素子７０を設けるようにしてもよい。このようなモータ装置１においても、スイッチング素子６１の放熱性能をより一層向上させるという課題が生じる。

【0062】

・モータコイル２４等の機械的構成を２系統設けてもよい。また、機械的構成を２系統設けることに対応して、電子部品６も２系統設けるようにしてもよい。例えば、スイッチング素子６１、制御素子７０、及び磁気センサ７１等を２系統設けるようにしてもよい。

【0063】

・モータ装置１は、車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるものに限らず、例えば車両の車輪を駆動させる駆動装置に搭載されるものであってもよい。すなわち、モータ装置１は、ステアリングモータに限らない。

【符号の説明】

【0064】

１…モータ装置、２…モータ、２ａ…回転軸、３…基板部、３ａ…基板、４…モータハウジング、５…ヒートシンク、６…電子部品、７…放熱材、８…サブヒートシンク、９…サブ放熱材、１０…コネクタ、１１…カバー、２１…ステータ、２２…ロータ、２３…ステータコア、２４…モータコイル、２４ａ…接続端子、２５…バスバー、２６…ロータコア、２７…永久磁石、２８…第１軸受、２９…第２軸受、４１…第１凹部、４３…開口端部、４４…係合突部、４５…支持部、５１…第２凹部、６１…スイッチング素子、６２…素子本体部、６３…第１放熱部、６４…第２放熱部、７０…制御素子、７１…磁気センサ、７２…コイル、７３…磁石、８１…第１部分、８２…第２部分、８３…第３部分、８４…第４部分、９０，９１，９２…ねじ、１０１…ベース部、１０２…延出部、１０３…足部、１０４…当接部、１１１…側壁部、１１２…底壁部、１１３…取付部、１１４…係合孔、１１５…貫通孔、１１５ａ…内周縁部、１１６…段差部、Ｘ…軸方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】