JP2001068800A - 電子回路 - Google Patents

電子回路

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JP2001068800A
JP2001068800A JP2000149458A JP2000149458A JP2001068800A JP 2001068800 A JP2001068800 A JP 2001068800A JP 2000149458 A JP2000149458 A JP 2000149458A JP 2000149458 A JP2000149458 A JP 2000149458A JP 2001068800 A JP2001068800 A JP 2001068800A
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David Michael Penketh
デイヴィッド・マイケル・ペンケス
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TRW Lucas Varity Electric Steering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 例えば、電力補助パワーステアリングシステムにおける
電気モーターを作動させるドライブステージ及び制御ス
テージを有する電子回路が開示されている。電子回路
は、第１の導電手段を具備するドライブステージ（１）
と、第２の導電手段を具備する制御ステージ（２）と、
を備える。第１の導電手段は、１個以上の導電性トラッ
クすなわち電流源と接続するための少なくとも１個のト
ラックの端部から延在するインプットターミナル（７）
を有する電子回路を規定するリンク（３）を備える。第
２の導電手段（２）は、１個以上の制御装置へ及び１個
以上の制御装置から電流を運ぶトラックを規定し且つ表
面取り付け減結合コンデンサー（９）に接続されている
少なくとも１個のトラックを支持するプリント回路基板
（４）を備える。減結合コンデンサー（９）は、プリン
ト回路基板（４）上に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路、限定す
るわけではないが、特に、ステアリングシステムに関連
する電力に見られるような電気モーターを駆動するドラ
イブステージ及び電気モーターを制御する制御ステージ
を含む電子回路の改良に関する。特に、ステアリングシ
ステムに関連する電力における電気モーターのドライブ
・制御回路の改良に関する。
【０００２】あるいは、本発明は、加熱要素又は他の電
力アクチュエータなどの比較的高い負荷を切り替えるよ
うに配されている回路に適用することもできる。
【０００３】
【従来の技術】電子回路の一つの特別の用途は、ステア
リングシステムに関連する電力の分野である。現在、ス
テアリングシャフトに補助トルクを与えるために、ステ
アリングシステムに電気モーターを設けることは周知で
ある。モーターは、典型的には、１以上の位相を形成す
るように連結された多数の巻き線を具備する。電流は、
高電力ドライブ回路を規定する電導性トラックによって
連結された１個以上の切り替え装置によって、各位相に
与えられる。巻き線内を流れる高電流ゆえに、ドライブ
回路は、典型的には、巻き線及び結合されている切り替
え装置の間の大きな導電性トラックを必要とする高い電
力定格を有することが必要である。
【０００４】切り替え装置の作用は、低電力制御回路に
よって制御される。デジタル又はアナログの切り替え信
号などの低い電流を運ぶことだけが必要とされるので、
ドライブ回路におけるよりも狭いすなわち小さなゲージ
電導性トラックを構成要素の間に設けることができる。
【０００５】最後に、制御回路及びドライブ回路の両者
を具備する電子回路をバッテリなどの電流源に連結する
ことが必要である。慣用的には、これは、ドライブ回路
の各トラックの端部上に設けられている１以上のターミ
ナルに直接連結することで達成される。
【０００６】かようなドライブ回路は、電気パワーステ
アリングシステムの他にも多くの用途を有する。モータ
ー又は加熱要素などの切り替えられた電流供給を要する
構成要素は、機能を奏するために、低電流及び高電流の
両者を同じように必要とする。
【０００７】我々の先の出願ＧＢ９８２４５９０．５に
おいて、ドライブ回路の種々の電子部品を相互連結する
電導性構造体を提供するために、プラスチック材料に埋
設された複数の銅フレットすなわちトラックを具備する
リードフレームが提案されている。電子部品は、バッテ
リからの電流を所望の巻き線に向ける切り替え装置と、
バッテリに連結するためのインプットターミナルと、巻
き線にフレットを連結するアウトプットターミナルと、
を含む。制御回路は、低電力プリント回路基板上に設け
られ、必要な種々のポイントにてリードフレームに連結
される。制御回路は、切り替え装置に切り替え信号を与
える制御装置などの低電流ドレーンを有する電子部品の
みを含むので、低コストのプリント回路基板を用いるこ
とができる。
【０００８】制御回路及びドライブ回路の信頼性ある作
用を保証するために、ターミナルをアースシャーシ媒体
に接続するコンデンサーを設けることによってインプッ
トターミナルを減結合することが必要である。これは、
典型的にはアルミニウムキャストであり、コンデンサー
は、リード線で連結されたアキシアルセラミックコンデ
ンサーである。コンデンサーの一端部におけるリード線
は、インプットターミナルに直接半田付けされていて、
他端部のリード線は、金属製インサートブッシュ及びス
クリューを介して、シャーシに直接連結されている。
【０００９】しかし、リード線で連結されたコンデンサ
ーを用いることは、理想的ではない。コンデンサーのリ
ード線は、無線周波数インターフェアレンス（ＲＦＩ）
を減結合するコンデンサーの効果を減少させるパラサイ
トインダクタンスを誘発する。
【００１０】問題は、表面取り付けコンデンサーをリー
ドフレームのターミナルに直接半田付けすることによっ
て解決できる。しかし、この態様におけるかようなコン
デンサーの取り付けは、物理的寸法が小さく、リードフ
レームのフレットワーク及びコンデンサーの間の熱膨張
係数が本来的に整合せず、最終的にコンデンサーに損傷
を与えることから、困難である。
【００１１】第１の特徴によれば、本発明は、少なくと
も第１の導電手段を具備するドライブステージと、第２
の導電手段を具備する制御ステージとを備える電子回路
を提供する。第１の導電手段は、１以上の導電性トラッ
クすなわちインプットターミナルが少なくとも１個のト
ラックの端部から延在して電流源に連結する電子回路を
規定するリンクを備える。第２の導電手段は、１以上の
制御デバイスへ及び１以上の制御デバイスから電流を運
ぶトラックを規定するプリント回路基板を備え、プリン
ト回路基板に支持されている表面取り付け減結合コンデ
ンサーに連結されている少なくとも１個のトラックを支
持する。第１の導電手段のトラックの一部は、コンデン
サー及びターミナルの間を電気的に接続するように構成
されている。
【００１２】トラックをターミナルからプリント回路基
板上のコンデンサーまで接続するように配することによ
って、コンデンサーに結合する時に、パラサイト損失は
最小化される。さらに、同じプリント回路基板上に、減
結合コンデンサーを低電力制御回路として取り付けるこ
とによって、第１の導電手段に直接接続できない表面取
り付けデバイスを簡単に接続することが可能となる。
【００１３】好ましくは、第１の導電手段は、非導電性
プラスチック材料に内包されている複数の導電性トラッ
クを具備するリードフレームを備える。リードフレーム
は、ほぼ平坦で、コンデンサー及びターミナルの間のト
ラックの部分がリードフレームから直立して、プリント
回路基板に接続されていてもよい。
【００１４】リードフレームの導電性トラックは、第２
の導電手段の導電性トラックよりも高い電力定格を有す
るものでもよい。
【００１５】好ましくは、コンデンサーは、リードフレ
ーム上のトラックに接続されているプリント回路基板上
のトラックの一側面に接続されている。コンデンサーの
他方の側面は、プリント回路基板上の別のトラックに接
続されていてもよい。これは、次いで、ボルトなどの導
電性締結具を介してシャーシにアース接続されてもよ
い。接続は、半田付けによるものでもよい。
【００１６】最も好ましくは、ターミナルは、リードフ
レームのトラックの一端部によって規定される。リード
フレームは、ターミナルの周囲に非導電性シュラウドを
形成するように構成されていてもよいプラスチックに内
包されているトラックを含むものでもよい。
【００１７】ターミナルに隣接するトラックの部分は、
切断されてもよく、それぞれの切断された端部は、リー
ドフレームの平面の外で第２の導電手段に向かって配設
されてもよい。これらの端部は、第２の導電手段内の開
口を貫通して、コンデンサー用の導電性トラックに接触
してもよい。これらは、次いで、トラックに半田付けさ
れて、コンデンサーに電気的に接続されてもよい。
【００１８】別の実施形態においては、トラックを切断
する代わりに、トラックに形成されたアーチで連続する
ものでもよい。トラックのアーチ部分の上部は、プリン
ト回路基板を貫通してコンデンサーに接続する。ゆえ
に、コンデンサーは、ターミナルをアーチの一方の側部
の下方で接続させる。別のトラックの空間的配置もま
た、本発明の範囲内で予想されるものである。
【００１９】第２の特徴によれば、本発明は、電気モー
タと、本発明の第１の特徴にしたがう電気モータ用のド
ライブ・制御回路を含む電力補助ステアリングシステム
を提供する。
【００２０】第３の特徴において、本発明は、少なくと
も第２の導電手段を具備する低電流ステージ及び高電流
ステージを含む電子回路を提供する。第１の導電手段
は、１以上の導電性トラックすなわち電流源に接続する
ため少なくとも１個のトラックの一端部から延在するイ
ンプットターミナルを有する電子回路を規定するリンク
を備える。第２の導電手段は、電流を１個以上の制御デ
バイスへ及び１個以上の制御デバイスから運ぶトラック
を規定するプリント回路基板であって、表面取り付け減
結合コンデンサーに接続されている少なくとも１個のト
ラックを支持するプリント回路基板を備える。第１の導
電手段のトラックの一部は、コンデンサー及びターミナ
ルの間を電気的に接続するように構成されている。
【００２１】
【好ましい実施形態】図１に示す電子回路は、モータド
ライブ・制御回路によって操作されるモーターを含む電
力で補助されるステアリングシステムの一部を形成す
る。回路は、２個の異なる部分に分割することができ
る。第１の部分１は、プラスチック材料５に内包された
重いゲージの銅トラックすなわちフレットのリードフレ
ーム３を備えるモータードライブステージを規定する。
ターミナル７は、カーバッテリ又は車両巻き線ハーネス
の他の部分などの電流源（図示せず）に連結するため、
リードフレーム内のトラックの一端部上に規定される。
このターミナル７は、電流源からモータへ高レベルの電
流を運ぶので、過熱を防止するために、比較的大きな断
面積を有する重いゲージであることが必要である。ジョ
イントを排除するため、ターミナル７は、リードフレー
ムの平面内に延在するリードフレームのトラックの端部
の延長部によって単純に規定される。トラックはさら
に、比較的重いゲージからなることを必要とする。実
際、幾つかのかようなターミナルが設けられている。
【００２２】第２のステージ２は、制御ステージであ
る。制御ステージは、低電力制御素子を備えるプリント
回路基板（ｐｃｂ）４を具備する。実際、プリント回路
基板４は、ドライブ回路リードフレームによって支持さ
れる高電力切り替え装置を制御する制御デバイス（図示
せず）を支持する。
【００２３】リードフレーム及びプリント回路基板の両
者は、プリント回路基板４がリードフレームに重なった
状態で、シャーシ部材６上に支持される。プリント回路
基板４は、多数のスペーサ又は絶縁性スリーブ８によっ
て、シャーシ６から離隔されている。各ボルト１０は、
プリント回路基板４、スペーサ８及びリードフレームを
貫通して、シャーシ部材６に２個のステージを保持す
る。
【００２４】ＲＦＩ抑圧のためにターミナル７を減結合
するため、セラミックコンデンサー９は、図１に示す態
様にて１個のボルト１０を介して、ターミナル７及びシ
ャーシ６の間を接続する。シャーシ６は、アルミニウム
から作られていて、アースとして機能する。
【００２５】ターミナル７から延在するリードフレーム
内のトラックの一部は、ターミナル７に近接した位置で
分断されて、２個の分断端部１１及び１２を規定する。
各分断端部１１及び１２は、リードフレームの平面から
直立するように変位して、先端部１３を形成する（各コ
ーナーに１個）。先端部１３は、プリント回路基板４内
の各開口を貫通する。
【００２６】ほぼ四角形の銅導電性パッチすなわちトラ
ック１５は、４個の先端部１３を取り囲むように、プリ
ント回路基板４の上面に形成される。先端部１３は、パ
ッチ１５上に半田付けされて、パッチ及び先端部の間を
電気的にも機械的にもしっかりと接続する。
【００２７】セラミック表面取り付けタイプ（ＳＭＴ）
減結合コンデンサー９は、一方の端部がパッチ１５と電
気的に接触するように、プリント回路基板４の上面に半
田付け又は接着される。コンデンサー９の他方の端部
は、ボルト受け入れ穴の周囲のプリント回路基板４の表
面上に設けられた導電性材料のほぼ円形の第２のパッチ
１７と接触する。円形パッチ１７をシャーシ６に電気的
に接続させるために、導電性ボルト１０は、ボルト受け
入れ穴を貫通して、プリント回路基板４をシャーシに固
着させる。バイアス２７は、プリント回路基板４を介し
て、パッチ１７からプリント回路基板の下側に取り付け
られた円形導電性ワッシャ２３に至るように、設けられ
る。このワッシャ２３は、ボルト１０のシャフトの周囲
に嵌合してシャーシ６と接続する導電性スリーブ８と接
触する。図１及び図２に示すように、多数のパッチ１７
は、表面よりも下方の中間層としてプリント回路基板に
設けられているパッチの幾つかとシャーシとを接続させ
てもよい。２個、おそらくは３個以上のかような導電性
層が設けられる。最後に、導電性スリーブ８の周囲に、
絶縁性スリーブ２５が設けられる。
【００２８】図２及び図４に示すように、別の実施形態
において、ターミナル７に隣接するトラックの部分は分
断されておらず、リードフレームの平面から上方向に置
き換えられて、垂直側面２０及びほぼ水平な頂部２１を
有するアーチを形成する。
【００２９】アーチの水平部分には、２個のスリットが
形成される。各スリットは、頂部と一方の側壁との結合
部に隣接する一縁部を始点として、最初は内方に延び、
次いで頂部と他方の側壁との結合部に向かって縁部に対
して平行に延びる。この態様において、上方向に変形し
ている２個の先端部２２が形成される。第１の実施形態
と同じように、２個の先端部２２は、プリント回路基板
４内の開口を貫通して、導電性パッチ１５と接触する。
【００３０】重いゲージのトラックは、プリント回路基
板上のパッチ１５に直接半田付けされるので、ＲＦＩ減
結合は最適化される。制御回路を支持するために追加的
に用いられるプリント回路基板に直接取り付けられる追
加のコンデンサーは、構造を簡素化して、組立工程を短
縮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態によるドライ
ブ・制御回路の一部断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に対する図１
と同様の図である。
【図３】図３は、図１の装置の等角投影図である。
【図４】図４は、第２の実施形態の別のフレット装置を
示す等角投影図である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子回路であって、 少なくとも第１の導電手段を具備するドライブステージ
    （１）と、第２の導電手段を具備する制御ステージ
    （２）と、を備え、 上記第１の導電手段は、電流源との接続用の少なくとも
    １個のトラックの端部から延在するインプットターミナ
    ル（７）を有する電子回路を規定する１個以上の導電性
    トラックすなわちリンク（３）を備え、 上記第２の導電手段は、１個以上の制御装置から及び１
    個以上の制御装置に電流を運ぶトラックを規定するプリ
    ント回路基板（４）であって、表面取り付け減結合コン
    デンサー（９）に接続されている少なくとも１個のトラ
    ックを支持するプリント回路基板（４）を備え、 上記第１の導電手段のトラックの一部は、上記コンデン
    サー（９）及び上記インプットターミナル（７）の間を
    電気的に接続するように構成されている、ことを特徴と
    する電子回路。
  2. 【請求項２】 請求項１の電子回路であって、前記第１
    の導電手段は、非導電性プラスチック材料（５）に内包
    されている複数の導電性トラック（３）を備えるリード
    フレームを具備することを特徴とする電子回路。
  3. 【請求項３】 請求項２の電子回路であって、 前記リードフレームはほぼ平坦で、 前記コンデンサー（９）及び前記インプットターミナル
    （７）の間のトラックの部分は、上記リードフレームか
    ら直立していて前記プリント回路基板（４）と接続して
    いることを特徴とする電子回路。
  4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３の電子回路であっ
    て、前記リードフレームの導電性トラック（３）は、前
    記第２の導電手段の導電性トラックよりも高い電力定格
    を有することを特徴とする電子回路。
  5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１の電子
    回路であって、 前記コンデンサー（９）の一方の側部は、プリント回路
    基板（４）上の前記第１の導電手段上のトラックに接続
    されているトラックに接続されていて、 前記コンデンサー（９）の他方の側部は、プリント回路
    基板（４）上の別のトラックに接続されている、ことを
    特徴とする電子回路。
  6. 【請求項６】 請求項５の電子回路であって、前記別の
    トラックは、ボルトなどの導電性締結具（１０）を介し
    て、シャーシ（６）にアース接続されていることを特徴
    とする電子回路。
  7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれか１の電子
    回路であって、前記ターミナルに隣接するトラックの部
    分は、分断されて、２個の分断端部（１１，１２）を形
    成し、各上記分断部（１１，１２）は、前記第２の導電
    手段に向かって、前記リードフレームの平面の外に変位
    されている、ことを特徴とする電子回路。
  8. 【請求項８】 請求項７の電子回路であって、前記分断
    端部（１１，１２）は、前記第２の導電手段内の開口を
    貫通して、前記コンデンサーに対する導電性トラックに
    接触する、ことを特徴とする電子回路。
  9. 【請求項９】 請求項１〜請求項６のいずれか１の電子
    回路であって、前記ターミナルに隣接するトラックの部
    分は、トラック内に形成されたアーチ（２０，２１）と
    連続している、ことを特徴とする電子回路。
  10. 【請求項１０】 電気モーターと、上記電気モーター用
    の請求項１〜請求項９のいずれか１に記載のドライブ・
    制御回路と、を含む電気パワーステアリングシステム。
  11. 【請求項１１】 低電流ステージと高電流ステージとを
    備える電子回路であって、上記低電流ステージは、１以
    上の導電性トラックすなわち電流源と接続するため少な
    くとも１個のトラックの端部から延在するインプットタ
    ーミナルを有する電子回路を規定するリンクを備え、上
    記低電流ステージは、１個以上の制御装置へ及び１個以
    上の制御装置から電流を運ぶトラックを規定するプリン
    ト回路基板を備え、上記プリント回路基板は、プリント
    回路基板に支持されている表面取り付け減結合コンデン
    サーに接続されている少なくとも１個のトラックを支持
    するものであり、 上記高電流ステージのトラックの一部は、上記コンデン
    サー及び上記インプットターミナルの間を電気的に接続
    するように構成されている、ことを特徴とする電子回
    路。
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