特許 7638443 駆動装置

(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】2025-02-20

(45)【発行日】2025-03-03

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/00 20060101AFI20250221BHJP

   H02K 5/22 20060101ALI20250221BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20250221BHJP

【ＦＩ】

H02K5/00 A

H02K5/22

H02K11/33

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024515262

(86)(22)【出願日】2022-04-14

(86)【国際出願番号】 JP2022017787

(87)【国際公開番号】W WO2023199463

(87)【国際公開日】2023-10-19

【審査請求日】2024-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】324003048

【氏名又は名称】三菱電機モビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】長尾 崇志

(72)【発明者】

【氏名】園田 功

(72)【発明者】

【氏名】釆女 豊

(72)【発明者】

【氏名】船引 雄介

(72)【発明者】

【氏名】荒木 怜

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１６６３４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０９２２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／２６１２５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１０８５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ５／００

Ｈ０２Ｋ ５／２２

Ｈ０２Ｋ １１／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、
前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、
前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、
前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、
コネクタアセンブリと、を備え、
前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、
前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記駆動装置の外部から前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記駆動装置の外部から前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有する、駆動装置。

【請求項2】

回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、
前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、
前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、
前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、
コネクタアセンブリと、を備え、
前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、
前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有し、
前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに前記制御基板と重複しない少なくとも一つの非重複領域を有し、
前記第２コネクタターミナルは、前記パワー基板の前記非重複領域に接続される、駆動装置。

【請求項3】

回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、
前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、
前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、
前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、
コネクタアセンブリと、を備え、
前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、
前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有し、
前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに前記制御基板と重複しない少なくとも一つの非重複領域を有し、
前記制御基板および前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに互いに重複する少なくとも一つの重複領域を有し、
前記基板間コネクタは、前記軸方向に投影したときに前記重複領域と重複するように配されている、駆動装置。

【請求項4】

回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、
前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、
前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、
前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、
コネクタアセンブリと、を備え、
前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、
前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有し、
前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに前記制御基板と重複しない少なくとも一つの非重複領域を有し、
前記制御基板および前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに互いに重複する少なくとも一つの重複領域を有し、
前記モータの端子は、前記パワー基板の前記重複領域と接続される、駆動装置。

【請求項5】

回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、
前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、
前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、
前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、
コネクタアセンブリと、を備え、
前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、
前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有し、
前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに前記制御基板と重複しない少なくとも一つの非重複領域を有し、
前記パワー基板は、前記軸方向に投影したときに前記制御基板と重複しない少なくとも一つの非重複領域を有し、
前記モータの端子は、前記パワー基板の前記非重複領域と接続される、駆動装置。

【請求項6】

前記回転シャフトは、センサマグネットが設けられる入力端を有し、
前記パワー基板には、前記回転シャフトの前記入力端が挿通される貫通孔が形成されており、
前記制御基板には、前記センサマグネットが発生させる磁界を検知する回転センサが実装される、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

【請求項7】

前記インバータ回路を駆動するプリドライバをさらに備え、
前記プリドライバは、前記制御基板に実装され、
前記プリドライバと前記インバータ回路とが、前記制御基板と前記パワー基板との間で信号を授受する、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

【請求項8】

前記インバータ回路を駆動するプリドライバをさらに備え、
前記プリドライバは、前記パワー基板に実装され、
前記制御回路は、前記モータの駆動制御を演算するマイクロコントローラを含み、
前記マイクロコントローラと前記プリドライバとが、前記制御基板と前記パワー基板との間で信号を授受する、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

【請求項9】

前記インバータ回路を構成する電子部品より発生した熱を、前記モータを収容するリアハウジングへ放熱する放熱構造をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

【請求項10】

前記軸方向における前記パワー基板と前記制御基板との間に設けられ、前記インバータ回路を構成する電子部品より発生した熱を吸収するヒートシンクをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示される駆動装置は、モータが有する回転シャフトの軸方向において互いに対向する２つの基板を備える。２つの基板は、軸方向においてモータに近い第１基板と、軸方向においてモータから遠い第２基板と、を含む。第１基板および第２基板の各々には、複数の孔が形成されている。第１基板と第２基板とは、当該複数の孔に圧入される複数の接続ピンによって電気的に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／１２３８８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば電動パワーステアリング装置に用いられる駆動装置（例えば、特許文献１を参照）は、基板に接続されるコネクタを有する場合がある。コネクタは、モータの回転制御に用いられるバッテリ電源、トルクセンサ信号、および車両通信信号等を駆動装置の外部から内部へと引き込み、電源および信号を基板に供給する役割を有する。

【0005】

コネクタを有する駆動装置においては、コネクタと第２基板とを接続し、さらに第２基板と第１基板とを接続する構成が採用される場合がある。この場合、駆動装置の外部からコネクタに伝わってきた電源等は、第２基板を中継して第１基板に供給される。しかしながら、このような構成においては、コネクタ、第１基板、および第２基板の各々を接続する接続機構が肥大化し、駆動装置のサイズが大きくなる可能性がある。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、小型化を実現しやすい駆動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】

本開示に係る駆動装置は、回転シャフトを有するモータを駆動する駆動装置であって、前記モータを駆動するインバータ回路が実装されたパワー基板と、前記モータの駆動を制御する制御回路が実装され、前記回転シャフトの軸方向において前記パワー基板と対向するように配される制御基板と、前記インバータ回路と前記制御回路とを電気的に接続する基板間コネクタと、コネクタアセンブリと、を備え、前記軸方向において、前記パワー基板、前記制御基板、および前記コネクタアセンブリはこの順に並んでおり、前記コネクタアセンブリは、前記制御基板に接続されて前記制御回路に信号を伝達する第１コネクタターミナルと、前記パワー基板に接続されて前記インバータ回路に電源を供給する第２コネクタターミナルと、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、小型化を実現しやすい駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る駆動装置および電動パワーステアリング装置を示す断面図である。

【図2】実施の形態１に係る放熱構造を示す図である。

【図3】実施の形態１の変形例に係る駆動装置を示す断面図である。

【図4】実施の形態１に係るパワー基板および制御基板を軸方向から見る図である。

【図5】実施の形態２に係るパワー基板および制御基板を軸方向から見る図である。

【図6】実施の形態３に係るパワー基板および制御基板を軸方向から見る図である。

【図7】実施の形態４に係るヒートシンクを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る駆動装置１および電動パワーステアリング装置１００の断面図である。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００は、駆動装置１およびモータ２を備える。本実施形態に係る駆動装置１は、パワー基板１０と、制御基板２０と、基板間コネクタ４０と、コネクタアセンブリ５０と、カバー７０と、を備える。モータ２は、回転シャフト３２を有する。

【0011】

以下の説明では、回転シャフト３２の中心軸線Ｏが延びる方向を軸方向Ｚと称する場合がある。軸方向Ｚは、パワー基板１０および制御基板２０の厚み方向でもある。本実施形態において、駆動装置１およびモータ２は軸方向Ｚに並んでいる。軸方向Ｚにおいて、モータ２から駆動装置１に向かう向きを上方と称し、＋Ｚの向きで表す場合がある。軸方向Ｚにおいて、駆動装置１からモータ２に向かう向きを下方と称し、－Ｚの向きで表す場合がある。軸方向Ｚから見ることを、平面視と称する場合がある。平面視において、回転シャフト３２の中心軸線Ｏに交差する方向を径方向と称し、中心軸線Ｏまわりに周回する方向を周方向と称する場合がある。

【0012】

モータ２としては、例えば、永久磁石同期電動機等を採用することができる。本実施形態に係るモータ２は、３相ブラシレスモータである。本明細書では、モータ２の３つの相をＵ、Ｖ、Ｗを用いて表す。図１に示すように、本実施形態に係るモータ２は、モータ本体３０およびフレーム３４を含む。

【0013】

本実施形態に係るフレーム３４は、軸方向Ｚに延びる有底筒状の形状を有する。モータ本体３０は、フレーム３４の内部に位置している。モータ本体３０の上部には、フレーム３４の上端（開口端）を覆うリアハウジング３１が設けられている。モータ本体３０は、リアハウジング３１およびフレーム３４に収容されている。リアハウジング３１は、フレーム３４の内部に異物が混入することを防止する役割を有する。

【0014】

モータ本体３０は、回転シャフト３２と、ロータ３７と、ステータ３８と、を備える。回転シャフト３２は、上方に位置する入力端３２ａと、下方に位置する出力端３２ｂと、を有する。出力端３２ｂには、駆動対象（例えば車両の操舵系）が接続される。

【0015】

ロータ３７は、回転シャフト３２の周囲に設けられるとともに、回転シャフト３２に固着されている。ロータ３７の外周面には、複数の永久磁石（不図示）が配置されている。ステータ３８は、ロータ３７の外周側に、隙間を介して配置されている。ステータ３８は、フレーム３４の内部に固定されている。ステータ３８は、複数の巻線３８ａを有している。本実施形態において、複数の巻線３８ａは、モータ２のＵ相に対応する少なくとも一つの巻線３８ａと、Ｖ相に対応する少なくとも一つの巻線３８ａと、Ｗ相に対応する少なくとも一つの巻線３８ａと、を含む。

【0016】

リアハウジング３１の平面視における中央部には、リアハウジング３１を軸方向Ｚに貫通する第１貫通孔３１ａが形成されている。第１貫通孔３１ａには、回転シャフト３２の入力端３２ａが挿通される。同様に、フレーム３４の底壁の平面視における中央部には、フレーム３４の底壁を軸方向Ｚに貫通する第２貫通孔３４ａが形成されている。第２貫通孔３４ａには、回転シャフト３２の出力端３２ｂが挿通される。また、第１貫通孔３１ａには第１ベアリング３３が設けられ、第２貫通孔３４ａには第２ベアリング３６が設けられている。ベアリング３３、３６は、回転シャフト３２が滑らかに回転可能な状態で、回転シャフト３２を支持している。これにより、回転シャフト３２に固着されたロータ３７も、ステータ３８の内周側において滑らかに回転可能となっている。

【0017】

本実施形態において、回転シャフト３２の入力端３２ａには、センサマグネット３５が取り付けられている。センサマグネット３５は、少なくとも一つのＮ極および少なくとも一つのＳ極を含む。センサマグネット３５は、回転シャフト３２とともに回転する。したがって、センサマグネット３５が発生させる磁界は、回転シャフト３２の回転に伴って変化する。

【0018】

モータ２は、複数の端子３０１を有する。図示は省略するが、各端子３０１は、モータ２の巻線３８ａと電気的に接続されている。図１に示すように、端子３０１は、ステータ３８から上方に向けて突出し、リアハウジング３１を軸方向Ｚに貫通している。本実施形態において、複数の端子３０１は、Ｕ相の巻線３８ａに接続される端子３０１ｕと、Ｖ相の巻線３８ａに接続される端子３０１ｖと、Ｗ相の巻線３８ａに接続される端子３０１ｗと、を含む（図１において不図示、図４参照）。

【0019】

パワー基板１０および制御基板２０としては、例えば、ガラスエポキシ製のプリント基板を用いることができる。または、基板１０、２０として、アルミベース上に配線パターンが設けられたいわゆる金属基板を用いてもよい。ただし、基板１０、２０の種類はこれらに限定されず、電子部品を実装し、電気的接続を担うことができる基板であれば適宜変更可能である。

【0020】

図１に示すように、パワー基板１０には、モータ２を駆動するインバータ回路１１が実装されている。インバータ回路１１を構成する電子部品の例としては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、平滑コンデンサ、チョークコイル等が挙げられる。電界効果トランジスタは、モータ２に流入する電流のスイッチングを行う。平滑コンデンサは、電流のスイッチングに伴う電圧変動を抑制する。チョークコイルは、駆動装置１外部へのノイズの放出を抑制するとともに、駆動装置１内部へのノイズの流入を抑制する。パワー基板１０は、モータ２の各端子３０１と電気的に接続されている。

【0021】

図２に示すように、駆動装置１は、パワー基板１０の下面とリアハウジング３１の上面との双方に接触する放熱構造６１を有していてもよい。放熱構造６１は、インバータ回路１１を構成する上記電子部品より発生した熱を、リアハウジング３１へ放熱する。より具体的には、インバータ回路１１を構成する上記電子部品より発生した熱を吸収し、さらに当該吸収した熱をリアハウジング３１に放出する。放熱構造６１としては、例えば放熱グリスを用いることができる。駆動装置１が上記の放熱構造６１を有している場合、リアハウジング３１をヒートシンクとして機能させることができる。

【0022】

図１に示すように、パワー基板１０の平面視における中央部には、パワー基板１０を軸方向Ｚに貫通するパワー基板貫通孔１２が形成されている。パワー基板貫通孔１２には、回転シャフト３２の入力端３２ａが挿通される。これにより、回転シャフト３２の上端（入力端３２ａ）は、パワー基板１０よりも上方に位置している。

【0023】

制御基板２０は、軸方向Ｚにおいてパワー基板１０と対向するように配されている。より具体的には、パワー基板１０と制御基板２０とは、軸方向Ｚにおいて所定の間隔をあけた状態で、固定部材３９を介してフレーム３４に固定されている。固定部材３９としては例えばねじを採用することができるが、固定部材３９をフレーム３４に固定可能であれば適宜変更可能である。また、基板１０、２０は、フレーム３４ではなく、リアハウジング３１、コネクタアセンブリ５０、またはカバー７０に対して固定されていてもよい。

【0024】

本実施形態において、制御基板２０は、パワー基板１０の上方に位置する。制御基板２０は、第１面２０ａと、第１面２０ａとは反対側に位置する第２面２０ｂと、を有する。第１面２０ａは、上方を向く面である。第２面２０ｂは、下方を向き、パワー基板１０と対向する面である。

【0025】

制御基板２０の第１面２０ａには、制御回路Ｃが実装されている。本実施形態に係る制御回路Ｃは、マイクロコントローラ（マイコン）２１と、入力回路２２と、電源回路２４と、を含む。また、本実施形態に係る制御基板２０の第１面２０ａには、プリドライバＰが実装されている。なお、インバータ回路１１、制御回路Ｃ、およびプリドライバＰを総称して、「ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）」という場合がある。また、ＥＣＵとモータ２とを総称して、「ＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）」という場合がある。

【0026】

プリドライバＰは、インバータ回路１１を駆動する。より具体的に、プリドライバ（ＦＥＴドライバ）Ｐは、インバータ回路１１が有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を駆動する。

【0027】

マイクロコントローラ２１は、モータ２の駆動制御を演算する。例えば、マイクロコントローラ２１は、入力回路２２を介して取得した制御信号に基づき、モータ２の各巻線３８ａに供給する駆動電流の大きさ等を演算する。演算結果に基づき、マイクロコントローラ２１はプリドライバＰを介してインバータ回路１１をスイッチング制御する。プリドライバＰとインバータ回路１１とは、制御基板２０とパワー基板１０との間で信号を授受する。電源回路２４は、マイクロコントローラ２１等の電子回路の動作に必要な電源電圧を生成する回路である。

【0028】

詳細な図示は省略するが、本実施形態に係る入力回路２２は、トルクセンサインターフェース回路および車両通信インターフェース回路を含む。トルクセンサインターフェース回路は、電動パワーステアリング装置１００において運転者のステアリングトルクを検知して、当該ステアリングトルクの情報を取得するための回路である。車両通信インターフェース回路は、車両システムからの種々の情報を受信するための回路である。車両通信インターフェース回路が扱う通信規格の例としては、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等が挙げられる。入力回路２２は、取得した信号（上記したステアリングトルクの情報、および種々の情報）をマイクロコントローラ２１に出力する。

【0029】

また、制御基板２０の第２面２０ｂには、回転センサＳが実装されている。回転センサＳは、軸方向Ｚにおいてセンサマグネット３５と対向している。回転センサＳは、センサマグネット３５が発生させる磁界を検知することで、回転シャフト３２の回転角を検出する。なお、センサマグネット３５が発生させる磁界を精度よく検知可能であれば、センサマグネット３５の位置は適宜変更可能である。例えば、回転センサＳとセンサマグネット３５とは軸方向Ｚにおいて対向していなくてもよいし、センサマグネット３５は制御基板２０の第１面２０ａに実装されていてもよい。

【0030】

なお、図３に示すように、プリドライバＰは制御基板２０ではなくパワー基板１０に実装されてもよい。この場合、マイクロコントローラ２１とプリドライバＰとが、制御基板２０とパワー基板１０との間で信号を授受する。より具体的に、マイクロコントローラ２１がプリドライバＰに対して行うＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）指示が、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）通信を経由して行われてもよい。

【0031】

図４は、本実施形態に係るパワー基板１０および制御基板２０を上方から見る図である。なお、図４において、制御回路ＣおよびプリドライバＰの図示は省略されている。図４に示すように、パワー基板１０の少なくとも一部と制御基板２０の少なくとも一部とは、軸方向Ｚに投影したときに互いに重複している。以下、パワー基板１０および制御基板２０のうち当該重複する領域を、重複領域Ａ１と称する場合がある。図４において破線で示すように、本実施形態に係るモータ２の各端子３０１ｕ、３０１ｖ、３０１ｗは、パワー基板１０の重複領域Ａ１と電気的に接続されている（図１も参照）。

【0032】

また、図４に示すように、パワー基板１０は、軸方向Ｚに投影したときに制御基板２０と重複しない少なくとも一つ（図示の例において４つ）の非重複領域Ａ２を有する。本実施形態においてより具体的には、制御基板２０のサイズがパワー基板１０のサイズよりも小さくなっている。これにより、パワー基板１０の端部が非重複領域Ａ２となっている。また、本実施形態に係る制御基板２０には、制御基板２０を軸方向Ｚに貫通する制御基板貫通孔２３が形成されている。これにより、パワー基板１０のうち軸方向Ｚに投影したときに制御基板貫通孔２３と重複する部分が、非重複領域Ａ２となっている。

【0033】

図１に示すように、基板間コネクタ４０は、パワー基板１０と制御基板２０との軸方向Ｚにおける間に位置する。基板間コネクタ４０は、インバータ回路１１と制御回路Ｃとを電気的に接続する。図４において破線で示すように、本実施形態に係る基板間コネクタ４０は、軸方向Ｚに投影したときにパワー基板１０および制御基板２０の重複領域Ａ１と重複するように配されている。なお、図示の例において駆動装置１は一つのみの基板間コネクタ４０を備えているが、基板間コネクタ４０の数は基板１０、２０のレイアウトおよび必要な信号の本数等に応じて適宜変更可能である。

【0034】

図１に示すように、本実施形態に係る基板間コネクタ４０は、オスコネクタ４１およびメスコネクタ４２を含む。各コネクタ４１、４２は、筐体と、当該筐体の内部に配置されて電気的接続を担う複数のターミナル（不図示）と、を含む。筐体は、例えば樹脂によって全体が形成されていてもよいし、一部が金属によって形成されていてもよい。オスコネクタ４１の筐体とメスコネクタ４２の筐体とは、互いに嵌合し、嵌合した際に各コネクタ４１、４２が有するターミナル同士が電気的に接続されるように設計されている。本実施形態に係る各コネクタ４１、４２は、半田接合によりプリント基板等に表面実装が可能なコネクタである。なお、図示の例においてはオスコネクタ４１がパワー基板１０に実装され、メスコネクタ４２が制御基板２０に実装されているが、オスコネクタ４１が制御基板２０に実装され、メスコネクタ４２がパワー基板１０に実装されていてもよい。

【0035】

また、基板間コネクタ４０は、オスコネクタ４１とメスコネクタ４２とが互いに摺動するいわゆるフローティング構造を有したコネクタであってもよい。この場合、各コネクタ４１、４２の基板１０、２０に対する実装位置がずれた場合においても、当該ずれに起因する嵌合不良を改善したり、嵌合後において各コネクタ４１、４２にかかる応力を緩和したりすることができる。

【0036】

なお、基板間コネクタ４０の構成は上位した例に限られず、パワー基板１０と制御基板２０との電気的接続が品質良く確保することができれば適宜変更可能である。例えば、基板１０、２０に対し所定サイズ、所定数の孔を設け、当該孔にターミナルをはんだ接合する構成が採用されてもよい。あるいは、基板１０、２０に所定の表面実装型コネクタを設け、各表面実装型コネクタにハーネスまたはいわゆるＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）を嵌合させる構成が採用されてもよい。

【0037】

カバー７０は、有頂筒状の部材である。カバー７０の開口端はフレーム３４の開口端に接している。パワー基板１０および制御基板２０は、カバー７０とリアハウジング３１とによって囲まれる空間に収容されている。

【0038】

本実施形態に係るコネクタアセンブリ５０は、カバー７０の上壁に設けられている。軸方向Ｚにおいて、モータ２のステータ３８、パワー基板１０、制御基板２０、およびコネクタアセンブリ５０はこの順に並んでいる。

【0039】

コネクタアセンブリ５０は、コネクタ、金属製のバスバーおよびターミナル等と、これらを保持する保持部材５３と、が一体成型された部品である。保持部材５３は、例えば樹脂製である。コネクタアセンブリ５０は、モータ２の制御およびモータ２の駆動に必要なバッテリ電圧ライン、グランドラインを基板１０、２０に接続する。また、コネクタアセンブリ５０は、トルクセンサ信号および車両通信信号等の信号を伝達する信号伝達ラインを基板１０、２０に接続する。コネクタアセンブリ５０において、上記した各ラインは一つにまとめられていてもよい。あるいは、車両の設計等に応じて、バッテリ電圧ラインおよびグランドラインと信号伝達ラインとを分離し、各々別のコネクタ内に配置してもよい。

【0040】

図１に示すように、本実施形態に係るコネクタアセンブリ５０は、少なくとも第１コネクタターミナル５１および第２コネクタターミナル５２を有する。コネクタターミナル５１、５２は、保持部材５３から下方に向けて延出している。本実施形態において、第２コネクタターミナル５２の下端は、第１コネクタターミナル５１の下端よりも下方に位置する。第１コネクタターミナル５１は、制御基板２０に接続されて制御回路Ｃにトルクセンサ信号および車両通信信号等の信号を伝達するターミナルである。つまり、第１コネクタターミナル５１は、少なくとも、上記信号伝達ラインを制御基板２０に接続する機能を有する。第２コネクタターミナル５２は、パワー基板１０に接続されてインバータ回路１１に電源を供給するターミナルである。つまり、第２コネクタターミナル５２は、少なくとも、上記バッテリ電圧ラインをパワー基板１０に接続する機能を有する。各ターミナル５１，５２と各基板１０、２０とを接続する方法は特に限定されないが、例えばプレスフィットによって電気的に接続されていてもよい。あるいは、各基板１０、２０に形成された貫通孔（スルーホール）に各ターミナル５１、５２が挿通され、当該貫通孔とターミナル５１、５２とがはんだによって接合されていてもよい。各基板１０、２０上に実装された端子と各ターミナル５１、５２とが溶接によって接続されていてもよい。

【0041】

図４および図１に示すように、コネクタアセンブリ５０から延出した第２コネクタターミナル５２は、制御基板貫通孔２３に挿通され、コネクタアセンブリ５０とパワー基板１０の非重複領域Ａ２とを直線的に接続している。この構成によれば、例えば第２コネクタターミナル５２が制御基板２０を迂回するように延びている場合と比較して、コネクタアセンブリ５０とパワー基板１０とを接続する構成を小さくすることができる。なお、制御基板２０に制御基板貫通孔２３に代えて切り欠きが形成され、当該切り欠きに第２コネクタターミナル５２が挿通されていてもよい。また、図１および図４に示すように、コネクタアセンブリ５０から延出した第１コネクタターミナル５１は、制御基板２０の重複領域Ａ１に接続されている。

【0042】

次に、以上のように構成された駆動装置１の作用について説明する。

【0043】

電動パワーステアリング装置に用いられる駆動装置は、基板に接続されるコネクタアセンブリを有する場合がある。コネクタアセンブリは、駆動装置の外部から延びるバッテリ電圧ライン、グランドライン、および信号伝達ラインを、駆動装置の内部に位置する基板に接続する役割を有する。ここで、駆動装置がパワー基板と制御基板との２つの基板を有している場合、各ラインが制御基板のみに接続される構成が考えられる。この場合、パワー基板の動作に必要となるバッテリ電圧ラインおよびグランドラインは、制御基板を中継してパワー基板に接続される。しかしながら、このような構成においては、コネクタ、パワー基板、および制御基板の各々を接続する接続機構が肥大化し、駆動装置の大型化が生じる可能性がある。また、制御基板がバッテリ電圧ラインおよびグランドラインを中継する場合、これらのラインを流れる大電流に耐えられるよう制御基板を設計しなければならず、制御基板の大型化およびコストの増大をもたらす可能性がある。

【0044】

これに対して本実施形態に係る駆動装置１においては、コネクタアセンブリ５０から延びる各コネクタターミナル５１、５２が、基板１０、２０に対して基板等を介することなく直接接続されている。これにより、基板間コネクタ４０の接続点数を減らし、基板間コネクタ４０を小型化しやすくなる。つまり、駆動装置１の小型化が実現しやすくなる。また、制御基板２０に実装されるパターンを低電流回路で設計することができ、制御基板２０の構成を簡潔にすることができる。

【0045】

以上説明したように、本実施形態に係る駆動装置１は、回転シャフト３２を有するモータ２を駆動する駆動装置１であって、モータ２を駆動するインバータ回路１１が実装されたパワー基板１０と、モータ２の駆動を制御する制御回路Ｃが実装され、軸方向Ｚにおいてパワー基板１０と対向するように配される制御基板２０と、インバータ回路１１と制御回路Ｃとを電気的に接続する基板間コネクタ４０と、コネクタアセンブリ５０と、を備え、軸方向Ｚにおいて、パワー基板１０、制御基板２０、およびコネクタアセンブリ５０はこの順に並んでおり、コネクタアセンブリ５０は、制御基板２０に接続されて制御回路Ｃに信号を伝達する第１コネクタターミナル５１と、制御基板２０に接続されてインバータ回路１１に電源を供給する第２コネクタターミナル５２と、を有する。

【0046】

この構成によれば、各コネクタターミナル５１、５２が、基板１０、２０に対して直接接続される。したがって、コネクタアセンブリ５０、パワー基板１０、および制御基板２０を接続する構成を小型化することができる。これにより、駆動装置１の小型化が実現しやすくなる。

【0047】

また、パワー基板１０は、軸方向Ｚに投影したときに制御基板２０と重複しない少なくとも一つの非重複領域Ａ２を有し、第２コネクタターミナル５２は、パワー基板１０の非重複領域Ａ２に接続される。この構成によれば、第２コネクタターミナル５２を用いて、コネクタアセンブリ５０とパワー基板１０とを直線的に接続することができる。これにより、例えば第２コネクタターミナル５２が制御基板２０を迂回するように延びている場合と比較して、コネクタアセンブリ５０とパワー基板１０とを接続する構成を小さくすることができる。

【0048】

また、パワー基板１０および制御基板２０は、軸方向Ｚに投影したときに互いに重複する少なくとも一つの重複領域Ａ１を有し、基板間コネクタ４０は、軸方向Ｚに投影したときに重複領域Ａ１と重複するように配されている。この構成により、駆動装置１の小径化が実現しやすくなる。

【0049】

また、モータ２の端子３０１は、パワー基板１０の重複領域Ａ１と接続される。この構成により、駆動装置１の小径化がより実現しやすくなる。

【0050】

また、回転シャフト３２は、センサマグネット３５が設けられる入力端３２ａを有し、パワー基板１０には、回転シャフト３２の入力端３２ａが挿通されるパワー基板貫通孔（貫通孔）１２が形成されており、制御基板２０には、センサマグネット３５が発生させる磁界を検知する回転センサＳが実装される。この構成により、回転センサＳを用いて回転シャフト３２の回転角を検知することができる。また、
回転センサＳを制御基板２０に実装することで、パワー基板１０に実装されたインバータ回路１１に流れる大電流と回転センサＳとを遠ざけることができる。これにより、大電流が発生させる磁界が回転センサＳに与える影響を小さくすることができ、回転センサＳの検出精度を向上させることができる。また、回転センサＳと制御回路Ｃとが同一の基板に実装されていることで、基板間コネクタ４０が有するターミナルの本数を抑えることができる。

【0051】

また、本実施形態に係る駆動装置１は、インバータ回路１１を駆動するプリドライバＰをさらに備え、プリドライバＰは、制御基板２０に実装され、プリドライバＰとインバータ回路１１とが、制御基板２０とパワー基板１０との間で信号を授受する。この構成により、パワー基板１０と制御基板２０との接続信号の本数を少なくすることができる。

【0052】

また、プリドライバＰは、パワー基板１０に実装され、制御回路Ｃは、モータ２の駆動制御を演算するマイクロコントローラ２１を含み、マイクロコントローラ２１とプリドライバＰとが、制御基板２０とパワー基板１０との間で信号を授受してもよい。この構成によっても、例えばＳＰＩ通信等を用いることにより、パワー基板１０と制御基板２０との接続信号の本数を少なくすることができる。

【0053】

また、本実施形態に係る駆動装置１は、インバータ回路１１を構成する電子部品より発生した熱を、モータ２を収容するリアハウジング３１へ放熱する放熱構造６１をさらに備えてもよい。この構成によれば、インバータ回路１１を構成する電子部品より発生した熱を効率的に放熱することができる。

【0054】

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明するが、実施の形態１と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

【0055】

図５に示すように、本実施形態では、モータ本体３０の端子３０１が、パワー基板１０の非重複領域Ａ２に接続されている。より具体的に、本実施形態に係る制御基板２０には、制御基板２０の外周縁に開口する切り欠き２４が形成されている。また、制御基板２０に切り欠き２４が形成されていることで、パワー基板１０のうち軸方向Ｚにおいて切り欠き２４と重複する部分が、非重複領域Ａ２となっている。本実施形態に係る端子３０１は、当該非重複領域Ａ２に接続されている。端子３０１をパワー基板１０の非重複領域Ａ２に接続することにより、端子３０１の発熱が制御基板２０に実装される制御回路Ｃに対し及ぼす悪影響を抑制することができる。

【0056】

実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明するが、実施の形態１と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

【0057】

図６に示すように、本実施形態では、制御基板２０に制御基板貫通孔２３が形成されていない。この場合においても、制御基板２０のサイズをパワー基板１０のサイズに対して十分小さくすることで、パワー基板１０の端部に位置する非重複領域Ａ２において、第２コネクタターミナル５２とパワー基板１０とを接続することができる。また、図示の例に示すように、各コネクタターミナル５１、５２は、コネクタ５１Ｃ、５２Ｃを構成していてもよい。この構成によっても、第２コネクタターミナル５２を用いてコネクタアセンブリ５０とパワー基板１０とを直線的に接続することができるため、接続部品の肥大化を抑制することができる。

【0058】

実施の形態４．
次に、実施の形態４について説明するが、実施の形態１と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

【0059】

図７に示すように、本実施形態に係る駆動装置１は、ヒートシンク６０を備える。ヒートシンク６０は、軸方向Ｚにおけるパワー基板１０と制御基板２０との間に位置する。また、ヒートシンク６０とパワー基板１０との間には、ヒートシンク６０の下面とパワー基板１０の上面の双方に接触する第２放熱構造６１Ａが設けられている。本実施形態に係るヒートシンク６０は、第２放熱構造６１Ａを介して、インバータ回路１１を構成する電子部品より発生した熱を吸収する。この構成によれば、インバータ回路１１を構成する電子部品より発生した熱が、リアハウジング３１とヒートシンク６０との双方に放熱されるため、放熱効率を高めることができる。ただし、駆動装置１がヒートシンク６０を備える場合、パワー基板１０とリアハウジング３１との間に位置する放熱構造６１はなくてもよい。つまり、インバータ回路１１を構成する電子部品より発生した熱が、ヒートシンク６０のみに放熱されてもよい。

【0060】

なお、各実施形態において説明した変形例を互いに組み合わせたり、各実施形態に係る構成を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0061】

例えば、上記実施形態においては、いわゆる１系統の駆動装置１およびモータ２について説明したが、本開示はいわゆる２系統の駆動装置１およびモータ２にも適用され得る。つまり、駆動装置１が２組の制御回路Ｃおよび２組のインバータ回路１１を有し、モータ２が端子３０１（３０１ｕ、３０１ｖ、３０１ｗ）を２組有していてもよい。２組のインバータ回路１１が互いに独立してモータ２を駆動できるように構成することで、冗長性が確保される。この場合において、２組の制御回路Ｃを制御基板２０上に点対称または線対称に分けて実装してもよい。同様に、２組のインバータ回路１１をパワー基板１０上に点対称または線対称に分けて実装してもよい。２組の端子３０１（３０１ｕ、３０１ｖ、３０１ｗ）およびコネクタ等を点対称または線対称に配置してもよい。

【符号の説明】

【0062】

１…駆動装置 ２…モータ １０…パワー基板 １１…インバータ回路 パワー基板貫通孔（貫通孔） ２０…制御基板 ２１…マイクロコントローラ Ｃ…制御回路 Ｐ…プリドライバ Ｓ…回転センサ ３１…リアハウジング ３２…回転シャフト ３２ａ…入力端 ３５…センサマグネット ４０…基板間コネクタ ５０…コネクタアセンブリ ５１…第１コネクタターミナル ５２…第２コネクタターミナル ６０…ヒートシンク ６１…放熱構造 Ａ１…重複領域 Ａ２…非重複領域 Ｚ…軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】