JP2012023858A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ、電気素子を実装するスペースをより多く確保できる制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ１２の回路基板ユニット６１は、半導体素子７７が実装された上面６１ａと、この上面６１ａに対向する下面６１ｂと、上面６１ａの下方に形成された切欠部９１とを含む。電源モジュール６２は、切欠部９１に挿通されて回路基板ユニット６１を支持し半導体素子７７とは電気的に接続された導電性の突出片１０１と、突出片１０１を保持する絶縁性の主体部６５とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、制御装置に関する。

例えば、電動モータの制御装置は、回路基板を備えている。回路基板には、半導体等の電気素子が実装されている。また、回路基板と他の基板等との接続には、導電性の接続部材が用いられる。特許文献１では、接続部材として、リード端子を用いている。このリード端子は、回路基板の裏面に固定されている。回路基板の表面には、電気素子が実装されている。また、特許文献２では、接続部材として、連結金具と称する金具を用いている。連結金具は、回路基板の裏面に接続されている。回路基板の表面には、電気素子が実装されている。

特開平６−１９６８３９号公報 特開２００８−１９２８００号公報

ところで、回路基板には、電気素子が実装されている表面（実装面）に、他の部材と電気接続するためのボンディングワイヤ等の接続部材が配置されることがある。この場合、回路基板の実装面は、接続部材を固定するためのスペースが必要となり、その分、電気素子を実装するスペースが狭くなってしまう。接続部材が複数あると、電気素子を実装するスペースは、極めて少なくなってしまう。

電気素子を実装するスペースを確保するために単に回路基板を大きくすると、制御装置が大型化してしまう。また、特許文献１，２のように、単に回路基板の裏面から延びるように接続部材を回路基板に固定しても、制御装置の厚みが増すので、やはり制御装置が大型化してしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、大型化を抑制しつつ、電気素子を実装するスペースをより多く確保できる制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、電気素子（７７）が実装された上面（６１ａ）、この上面と対向する下面（６１ｂ）、および前記上面の下方に形成された切欠部（９１，９２〜９６）を含む回路基板ユニット（６１）と、前記切欠部に挿通されて前記回路基板ユニットを支持し前記電気素子とは電気的に接続された支持部（１０１〜１０６）を有する導電性の接続部材（６６，６７）、およびこの接続部材を保持する絶縁性の主体部（６５）を含むモジュール（６２）と、を備えることを特徴とする制御装置（１２）を提供する（請求項１）。

本発明によれば、接続部材の支持部は、回路基板ユニットの切欠部内に挿通される。したがって、回路基板ユニットの上面に接続部材のためのスペースを設ける必要がない。これにより、電気素子を実装するためのスペースを、当該上面でより多く確保できる。また、支持部は、回路基板ユニットの切欠部内に挿通されている。このように、回路基板ユニットの内部に接続部材の一部を配置しているので、回路基板の厚みを抑制できる。したがって、制御装置が大型化することを抑制できる。

また、本発明において、前記切欠部は、前記回路基板ユニットの前記下面を切り欠くことにより形成されている場合がある（請求項２）。
この場合、切欠部が回路基板ユニットの下面に開放されているので、支持部と回路基板ユニットとを固定する作業を行い易い。例えば、回路基板ユニットを支持部上に載せるという簡易な方法で、切欠部に支持部を挿通できる。その結果、接続部材と回路基板ユニットとを確実に堅固に固定できる。また、回路基板ユニットの下面を切り欠くという簡易な構成で、切欠部を形成することができる。

また、本発明において、前記回路基板ユニットは、積層された複数の絶縁層（７８）の間に導体層（７９）が配置された多層回路基板（６４）と、この多層回路基板の最下層に固定され前記下面を構成する放熱板（７６）と、前記電気素子と前記支持部とを電気的に接続するためのビア（８３，１１３，１１４）とを含み、前記放熱板に前記切欠部が形成されている場合がある（請求項３）。

この場合、ビアを用いて電気素子と接続部材とを電気的に接続することができる。また、電気素子の駆動時に生じる熱を、ビアによって回路基板ユニットの下面側に逃がすことができる。これにより、電気素子で生じた熱を効率よく放出できる。
さらに、多層回路基板には切欠部を設けていないので、多層回路基板における導電層の面積が少なくならずに済む。これにより、多層回路基板を大型化することなく、多層回路基板に、必要な回路を形成できる。また、放熱板の切欠部内の支持部を、電気素子から放熱板への熱の移動経路として用いることができる。これにより、電気素子で生じた熱を、より効率よく放熱板に逃がすことができる。

また、本発明において、前記回路基板ユニットおよび前記モジュールを収容する筐体（２４）をさらに備え、前記筐体は、前記下面と接触し前記放熱板からの熱を放出するための放熱部（３０ｂ）を含む場合がある（請求項４）。
この場合、回路基板ユニットの放熱板からの熱は、筐体の放熱部を介して筐体の外側へ逃がされる。これにより、回路基板ユニットおよび接続モジュールを筐体に収容しつつ、電気素子で生じた熱を、効率よく放出できる。

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 電動パワーステアリング装置の主要部の断面図である。 図２のＥＣＵ周辺の拡大図である。 ＥＣＵ周辺の主要部の模式的な斜視図である。 ＥＣＵの主要部の平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図５のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 回路基板ユニットを電源モジュールに取り付ける工程を示す主要部の断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、比較例について説明するための図である。

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

本実施形態では、操舵補助機構５がステアリングシャフト６にアシスト力（操舵補助力）を与える例に則して説明する。しかしながら、操舵補助機構５が後述するピニオン軸１３にアシスト力を与える構造や、操舵補助機構５が後述するラック軸１４にアシスト力を与える構造に本発明を適用することも可能である。
ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。

ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ１１のトルク検出結果は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１２に入力される。また、車速センサ９０からの車速検出結果がＥＣＵ１２に入力される。中間軸７は、ステアリングシャフト６と転舵機構４とを連結している。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪３が連結されている。
ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が設けられている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の途中部には、上記ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることで、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機としての減速機構１９とを含む。減速機構１９は、電動モータ１８の駆動力が入力される駆動ギヤ（入力軸）としてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを含む。減速機構１９は、ギヤハウジング２３内に収容されている。

ウォーム軸２０は、図示しない継手を介して電動モータ１８の出力軸（図示せず）に連結されている。ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ１８がウォーム軸２０を回転駆動すると、ウォーム軸２０によってウォームホイール２１が回転駆動され、ウォームホイール２１およびステアリングシャフト６が一体回転する。これにより、操舵補助力がステアリングシャフト６に伝達される。

電動モータ１８は、ＥＣＵ１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果、および車速センサ９０からの車速検出結果等に基づいて電動モータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ１２では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１８の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。

図２は、電動パワーステアリング装置１の主要部の断面図である。図２を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ハウジング２２を備えている。ハウジング２２は、ギヤハウジング２３と、ＥＣＵハウジング２４と、モータハウジング２５とを含んでいる。
ギヤハウジング２３は、アルミニウム合金等を用いて形成された一体成形品である。このギヤハウジング２３は、駆動ギヤとしてのウォーム軸２０を収容する筒状の駆動ギヤ収容部２６と、従動ギヤとしてのウォームホイール２１を収容する従動ギヤ収容部２７とを含んでいる。

減速機構１９のウォーム軸２０は、第１軸受４１および第２軸受４２を介して、駆動ギヤ収容ハウジング２６に両端支持されている。
ＥＣＵハウジング２４は、ギヤハウジング２３と電動モータ１８のモータハウジング２５との間に配置されている。ＥＣＵハウジング２４は、保持部材としての第１ハウジング２８と、ギヤハウジング２３とは単一の材料を用いて一体に形成された第２ハウジング２９とを含んでいる。第１ハウジング２８は、モータハウジング２５に隣接して配置されている。第１ハウジング２８は、一体成形品であり、中央に孔が形成された板状の底壁３０と、底壁３０の外周から延びる周壁３１と、周壁３１の内周から延びる筒状部３２とを含んでいる。

底壁３０は、薄肉部３０ａと、薄肉部３０ａよりも厚みの大きい厚肉部３０ｂとを含んでいる。厚肉部３０ｂは、後述するパワー基板６４が設置される放熱部として設けられている。パワー基板６４からの熱は、厚肉部３０ｂを通ってハウジング第１ハウジング２８の外部に放出される。周壁３０は、例えば、四角環状に形成されており、底壁３０から第２ハウジング２９に向けて延びている。筒状部３２は、円筒状に形成されており、底壁３０から第２ハウジング２９に向けて延びている。

第２ハウジング２９は、ギヤハウジング２３の一端部２３ａに配置されている。この第２ハウジング２９は、中央に孔３３ａが形成された底面３３と、底面３３の外周から延びる周壁３４とを含んでいる。周壁３４は、周壁３１と同様の形状（本実施形態において、四角環状）に形成されている。周壁３４の先端と、周壁３１の先端とは、固定ねじ３５，３６および固定ナット３７，３８を用いて互いに締結されている。第１ハウジング２８と第２ハウジング２９とが互いに締結されていることにより、制御装としてのＥＣＵ１２を収容する収容室４０が形成されている。

電動モータ１８のモータハウジング２５は、一端が閉じられた円筒状に形成されている。モータハウジング２５の他端は、ＥＣＵハウジング２４の第１ハウジング２８に固定されている。
電動モータ１８は、ブラシレスモータである。この電動モータ１８は、モータハウジング２５内に収容されたロータ４４およびステータ４５を含んでいる。

ステータ４５は、モータハウジング２５の内周に固定されている。ステータ４５は、モータハウジング２５の内周に固定されたステータコア４６と、複数のコイル４７とを含む。ステータコア４６は、環状のヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数のティースとを含む。各コイル４７は対応するティースに巻回されている。
また、モータハウジング２５内には、環状またはＣ形形状をなす第１モータバスバー４８が収容されている。各ティースに巻回されたコイル４７は、第１モータバスバー４８と接続されている。

第１モータバスバー４８は、第２モータバスバー４９に接続されている。第２モータバスバー４９は、略直線状に延びており、第１ハウジング２８の薄肉部３０ａを貫通している。第２モータバスバー４９の一端が、第１モータバスバー４８に半田や溶接等によって固定されている。
ロータ４４は、ロータマグネットを含む環状の部材であり、電動モータ１８の出力軸５０に一体回転可能に連結されている。出力軸５０は、連結軸５１と単一の材料を用いて一体に形成されている。連結軸５１は、継手５２を介してウォーム軸２０に動力伝達可能に連結されている。連結軸５１と出力軸５０とは、軸ユニット５３を形成している。軸ユニット５３の一端は、第３軸受５４を介して筒状部３２に回転可能に支持されている。軸ユニット５３の他端は、第４軸受５５を介してモータハウジング２５に回転可能に支持されている。

出力軸５０には、電動モータ１８の回転位置を検出するためのセンサとしてのレゾルバ５６が設けられている。レゾルバ５６は、出力軸５０に一体回転可能に連結されたレゾルバロータ５７と、レゾルバロータ５７を取り囲むレゾルバステータ５８とを含んでいる。レゾルバステータ５８は、第１ハウジング２８の内周に保持されている。
図３は、図２のＥＣＵ１２周辺の拡大図である。図３に示すように、ＥＣＵ１２は、筐体としての上記ＥＣＵハウジング２４と、回路基板ユニット６１と、電源モジュール６２と、ＣＰＵ等を含む制御基板（基板）６３と、を含んでいる。回路基板ユニット６１、電源モジュール６２、および制御基板６３は、ＥＣＵハウジング２４の収容室４０内に収容されている。

回路基板ユニット６１は、底壁３０の厚肉部３０ｂ上に配置されており、電動モータ１８の駆動回路基板としてのパワー基板６４を含んでいる。パワー基板６４は、制御基板６３によって制御されるようになっている。
電源モジュール６２は、ＥＣＵハウジング２４の外部に配置された車両のバッテリ（図示せず）からの電力をパワー基板６４に伝達するために設けられている。電源モジュール６２は、パワー基板６４への電力供給に関連する複数の部品が一体に保持された成型品である。

図４は、ＥＣＵ１２周辺の主要部の模式的な斜視図である。図４に示すように、電源モジュール６２は、主体部６５と、主体部６５に保持された接続部材としての導電性の電源バスバー６６および第３モータバスバー６７と、を含んでいる。
主体部６５は、合成樹脂製の一体成形品であり、絶縁性の部材である。主体部６５は、筒状部３２を取り囲む環状（枠状）に形成されており、周壁３１に沿わされるようになっている。また、主体部６５は、第１ハウジング２８の底壁３０に沿わされつつ、この底壁３０に図示しない固定ねじを用いて固定されるようになっている。

主体部６５は、軸ユニット５３の軸方向Ｘ１に沿って見たときにパワー基板６４の周囲を取り囲む枠部６８を含む。枠部６８は、平面視において、矩形形状に形成されており、第１辺部６８ａ、第２辺部６８ｂ、第３辺部６８ｃおよび第４辺部６８ｄを含む。第１辺部６８ａおよび第３辺部６８ｃは、パワー基板６４の短手方向Ｚ１に沿って延びており、第２辺部６８ｂおよび第４辺部６８ｄは、パワー基板６４の長手方向Ｙ１に沿って延びている。

主体部６５は、電源コネクタ６９および電源バスバー６６を保持している。
電源コネクタ６９は、一対の端子６９ａ，６９ｂを含んでいる。端子６９ａは、車両のバッテリ（図示せず）の正極に接続されるようになっている。端子６９ｂは、車体に接地されるようになっている。
図５は、ＥＣＵ１２の主要部の平面図である。図５に示すように、電源バスバー６６は、第１電源バスバー７１と、第２電源バスバー７２とを含んでいる。第１電源バスバー７１および第２電源バスバー７２は、それぞれ、導電部材としての金属部材を用いて、全体として帯板状に形成されており、大部分が主体部６５に埋設されている。

第１電源バスバー７１の一端部７１ａは、端子６９ａに接続されている。また、第１電源バスバー７１の途中部には、リレー７３が取り付けられている。リレー７３の動作により、必要に応じて電動モータに流れる電流を遮断することができる。
第２電源バスバー７２の一端部７２ａは、端子６９ｂに接続されている。また、第１電源バスバー７１の途中部および第２電源バスバー７２の途中部には、２つのコンデンサ７４，７５が接続されている。これらのコンデンサ７４，７５は、電動モータ１８に流れる電流のリップルを除去するために設けられている。コンデンサ７４，７５およびリレー７３は、主体部６５に保持されている。第１電源バスバー７１の他端部７１ｂおよび第２電源バスバー７２の他端部７２ｂは、それぞれ、回路基板ユニット６１のパワー基板６４に接続されている。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図５および図６に示すように、回路基板ユニット６１は、パワー基板６４と、パワー基板６４の下面に固定された例えばアルミニウム板からなるヒートシンクとしての放熱板７６と、パワー基板６４の上面に実装された半導体素子７７とを含んでいる。半導体素子７７は、例えば、スイッチング素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。

図６を参照して、パワー基板６４は、複数の絶縁層７８が上下に積層され、且つ、隣り合う絶縁層７８間にそれぞれ導電層７９が配置された多層回路基板である。最下層の絶縁層７８ａは、絶縁性の接着層（絶縁層）８０と接着されている。最下層の絶縁層７８ａと接着層８０との間にも、導電層７９が配置されている。接着層８０は、最下層の絶縁層７８ａおよび導電層７９ａと、放熱板７６とに固定されている。

放熱板７６は、厚肉部３０ｂ上に配置されている。放熱板７６の下面は、回路基板ユニット６１の下面６１ｂであり、第１ハウジング２８の厚肉部３０ｂに面接触している。これにより、半導体素子７７から放熱板７６に伝わった熱は、厚肉部３０ｂに伝わり、ＥＣＵハウジング２４の外部に放出される。
パワー基板６４の実装面としての上面が回路基板ユニット６１の上面６１ａとされている。上面６１ａは、回路基板ユニット６１の下面６１ｂと軸方向Ｘ１に対向している。この上面６１ａには、導電層７９ｂが形成されている。この導電層７９ｂには、半田部材を用いて電気素子としての半導体素子７７が接続されている。このように、半導体素子７７は、ベアチップ実装されている。

パワー基板６４の上面６１ａには、半導体素子７７が例えば６個実装されている（図６において、１つの半導体素子７７を例示）。これら半導体素子７７等により、電動モータ１８を駆動するためのパワー回路が形成されている。
複数の導電層７９が、パワー基板６４の厚み方向に並ぶビア８３を介して電気的に接続されている。ビア８３は、例えば２つ設けられており、パワー基板６４に形成された各孔部６４ａ内に配置されている。ビア８３は、孔部６４ａの内周面に形成されためっき層８４と、このめっき層８４の内部に充填された充填部材８５とを含んでいる。めっき層８４は、例えば銅めっきによって形成されており、複数の導電層７９に接続されている。充填部材８５は、金属ペーストや合成樹脂等を固めて形成されている。ビア８３によって、半導体素子７７からの熱を放熱板７６に逃がし易くされている。

第１電源バスバー７１は、パワー基板６４に接続されている。具体的には、パワー基板６４の放熱板７６の下面６１ｂに切欠部９１が形成されている。この切欠部９１に隣接して第１電源バスバー７１の他端部７１ｂが配置されている。
図５および図６を参照して、第１電源バスバー７１の他端部７１ｂは、枠部６８の第１辺部６８ａに埋設保持された埋設部８７と、埋設部８７から切欠部９１の内側に向かって突出する支持部としての突出片１０１，１０２とを含んでいる。突出片１０１，１０２は、それぞれ、パワー基板６４の長手方向Ｙ１に平行に直線状に延びており、平面視で矩形形状となっている。突出片１０１は、第１辺部６８ａと第２辺部６８ｂとの境界部の近傍において、第１辺部６８ａの下端（軸方向Ｘ１の一方）寄りに配置されている。突出片１０１，１０２は、パワー基板６４の短手方向Ｚ１に間隔をあけて横並びに配置されている。

パワー基板６４の切欠部９１は、放熱板７６のうち、第１辺部６８ａに対向する第１側面７６ａに形成されている。この切欠部９１は、放熱板７６をその厚み方向（軸方向Ｘ１）に貫通している。切欠部９１には、突出片１０１，１０２が挿通されている。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である図７に示すように、切欠部９１の幅Ｗ１は、突出片１０１，１０２全体としての幅Ｗ２よりも広くされている。これにより、突出片１０１，２が放熱板７６に接触してショートすることを防止している。

再び図５および図６を参照して、突出片１０１，１０２は、最下層の導電層７９ａに形成された正極端子１０８に半田部材等を用いて固定されている。これにより、突出片１０１，１０２は、パワー基板６４を支持している。
ビア８３のめっき層８４は、正極端子１０８と、パワー基板６４の上面６１ａの導電層７９ｂとに接続されている。導電層７９ｂは、半導体素子７７のドレン電極に接続されている。これにより、突出片１０１，１０２は、ビア８３を介して、半導体素子７７のドレン電極に電気的に接続されている。また、ビア８３によって、半導体素子７７からの熱を、突出片１０１，１０２および放熱板７６に逃がし易くしている。なお、突出片１０２は、省略してもよい。

図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図５および図８を参照して、第２電源バスバー７２は、パワー基板６４に接続されている。具体的には、パワー基板６４の放熱板７６の下面６１ｂに切欠部９３が形成されている。この切欠部９３に隣接して第２電源バスバー７２の他端部７２ｂが配置されている。
第２電源バスバー７２の他端部７２ｂは、第１辺部６８ａに埋設保持された埋設部８８と、埋設部８８から枠部６８の内側に向かって突出する支持部としての突出片１０３とを含んでいる。突出片１０３は、突出片１０１と同様の形状に形成されている。突出片１０３は、第１辺部６８ａと第４辺部６８ｄとの境界部の近傍において、第１辺部６８ａの下端寄りに配置されている。突出片１０３は、突出片１０２と短手方向Ｚ１に間隔をあけて横並びに配置されている。

パワー基板６４の切欠部９３は、放熱板７６の第１側面７６ａに形成されている。この切欠部９３は、放熱板７６をその厚み方向（軸方向Ｘ１）に貫通している。切欠部９３に、突出片１０３が挿通されている。切欠部９３の幅は、突出片１０３よりも幅広である。これにより、突出片１０３が放熱板７６に接触してショートすることを防止している。
突出片１０３は、最下層の導電層７９ｃに形成された負極端子１０９に半田部材等を用いて固定されている。これにより、突出片１０３は、パワー基板６４を支持している。

負極端子１０９には、ビア１１３が接続されている。ビア１１３は、例えば２つ設けられており、パワー基板６４に形成された各孔部６４ｃ内に配置されており、めっき層８４と、充填部材８５とを含んでいる。
ビア１１３のめっき層８４は、負極端子１０９と、パワー基板６４の上面６１ａの導電層７９ｄとに接続されている。この導電層７９ｄは、ボンディングワイヤ１１７を介して、各半導体素子７７のソース電極に接続されている。これにより、突出片１０３は、ビア１１３およびボンディングワイヤ１１７を介して、半導体素子７７のソース電極に接続されている。また、ビア１１３によって、半導体素子７７からの熱を、突出片１０６および放熱板７６に逃がし易くされている。

図５を参照して、第３モータバスバー６７は、大部分が主体部６５に埋設されており、Ｕ相バスバー１１８と、Ｖ相バスバー１１９と、Ｗ相バスバー１２０とを含んでいる。Ｕ相バスバー１１８の一端部１１８ａ、Ｖ相バスバー１１９の一端部１１９ａ、およびＷ相バスバー１２０の一端部１２０ａは、それぞれ、第２モータバスバー４９のＵ相バスバー１２１、Ｖ相バスバー１２２およびＷ相バスバー１２３に接続されている。

第３モータバスバー６７のＵ相バスバー１１８の他端部１１８ｂ、Ｖ相バスバー１１９の他端部１１９ｂ、およびＷ相バスバー１２０の他端部１２０ｂは、それぞれ、パワー基板６４に接続されている。
図５と、図５のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である図９とを参照して、まず、Ｕ相バスバー１１８の他端部１１８ｂとパワー基板６４との接続について説明する。パワー基板６４の放熱板７６の下面６１ｂに切欠部９４が形成されており、この切欠部９４に隣接してＵ相バスバー１１８の他端部１１８ｂが配置されている。

Ｕ相バスバー１１８の他端部１１８ｂは、枠部６８の第３辺部６８ｃに埋設された埋設部１２４と、埋設部１２４から切欠部９４の内側に向かって突出する突出片１０４とを含んでいる。突出片１０４は、突出片１０１と同様の形状に形成されている。突出片１０４は、第３辺部６８ｃと第２辺部６８ｂとの境界部の近傍において、第３辺部６８ｃの下端寄りに配置されている。突出片１０４は、突出片１０１，１０２と長手方向Ｙ１に向かい合って配置されている。

パワー基板６４の切欠部９４は、放熱板７６の第２側面７６ｂに形成されている。この切欠部９４は、放熱板７６をその厚み方向（軸方向Ｘ１）に貫通している。切欠部９４には、突出片１０４が挿通されている。切欠部９４は、突出片１０４よりも幅広である。これにより、突出片１０４が放熱板７６に接触してショートすることを防止している。
突出片１０４は、最下層の導電層７９ｅに形成されたＵ相端子１２５に半田部材等を用いて固定されている。これにより、突出片１０４は、パワー基板６４を支持している。

Ｕ相端子１２５には、ビア１１４が接続されている。ビア１１４は、例えば２つ設けられており、パワー基板６４に形成された各孔部６４ｄ内に配置されており、めっき層８４と、充填部材８５とを含んでいる。
ビア１１４のめっき層８４は、Ｕ相端子１２５と、パワー基板６４の上面６１ａの導電層７９ｆとに接続されている。この導電層７９ｆは、対応する半導体素子７７に接続されている。これにより、突出片１０４は、ビア１１４を介して、対応する半導体素子７７に電気的に接続されている。また、ビア１１４によって、半導体素子７７からの熱を、突出片１０４および放熱板７６に逃がし易くされている。

図５を参照して、次に、Ｖ相バスバー１１９の他端部１１９ｂとパワー基板６４との接続について説明する。具体的には、パワー基板６４の放熱板７６に切欠部９５が形成されており、この切欠部９５にＶ相バスバー１１９の他端部１１９ｂの支持部としての第５突出片１０５が挿通されている。切欠部９５とＶ相バスバー１１９の第５突出片１０５との接続の構成は、切欠部９４と突出片１０４との接続の構成と同様である。

突出片１０５は、最下層の導電層７９に形成されたＶ相端子（図示せず）に半田部材等を用いて固定されている。このＶ相端子は、ビア等を介して対応する半導体素子７７に電気的に接続されている。
次に、Ｗ相バスバー１２０の他端部１２０ｂとパワー基板６４との接続について説明する。具体的には、パワー基板６４の放熱板７６に切欠部９６が形成されており、この切欠部９６にＷ相バスバー１２０の他端部１２０ｂの支持部としての突出片１０６が挿通されている。切欠部９６とＷ相バスバー１２０の突出片１０６との接続の構成は、切欠部９４と突出片１０４との接続の構成と同様である。

突出片１０６は、最下層の導電層７９に形成されたＷ相端子（図示せず）に半田部材等を用いて固定されている。このＷ相端子は、ビア等を介して対応する半導体素子７７に電気的に接続されている。
突出片１０４，１０５，１０６は、パワー基板６４の短手方向Ｚ１に略等間隔に並んでいる。回路基板ユニット６１は、突出片１０１〜１０６によって両端支持されている。

上記の概略構成を有する電動パワーステアリング装置１において、回路基板ユニット６１と電源モジュール６２の主体部６５との接続は、例えば、以下のように行われる。すなわち、図１０に示すように、まず、回路基板ユニット６１を電源モジュール６２の主体部６５の上方に配置する。次に、回路基板ユニット６１を主体部６５の枠部６８内に下ろす。これにより、図５および図６に示すように、各突出片１０１〜１０６が対応する切欠部９１，９３〜９６に挿入される。この状態で、各切欠部９１，９３〜９６に半田ごて等を挿入し、各突出片１０１〜１０６をパワー基板６４の対応する端子に半田固定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、各突出片１０１〜１０６は、回路基板ユニット６１の対応する切欠部９１，９３〜９６内に挿通される。したがって、回路基板ユニット６１の上面６１ａに突出片１０１〜１０６のためのスペースを設ける必要がない。これにより、半導体素子７７を実装するためのスペースを、回路基板ユニット６１の上面６１ａでより多く確保できる。また、回路基板ユニット６１の内部に各突出片１０１〜１０６を配置しているので、回路基板ユニット６１の厚みを抑制できる。したがって、ＥＣＵ１２が大型化することを抑制できる。

また、各切欠部９１，９３〜９６は、回路基板ユニット６１の下面６１ｂを切り欠くことにより形成されており、下面６１ｂに開放されている。これにより、各突出片１０１〜１０６と回路基板ユニット６１とを固定する作業を行い易い。例えば、回路基板ユニット６１を各突出片１０１〜１０６上に載せるという簡易な方法で、各切欠部９１，９３〜９６に対応する突出片１０１〜１０６を挿通できる。その結果、各突出片１０１〜１０６と回路基板ユニット６１とを確実に堅固に固定できる。また、回路基板ユニット６１の下面６１ｂを切り欠くという簡易な構成で、切欠部９１，９３〜９６を形成することができる。

例えば、回路基板ユニットと電源モジュールとをボンディングワイヤを用いて接続する場合を考える。この場合、図１１（Ａ）に示すように、まず、回路基板ユニット１３０および電源モジュール１３１の主体部１３２の双方を上下逆向きにした状態で、回路基板ユニット１３０を電源モジュール１３１の主体部１３２の枠部１３３内に挿入する。これにより図１１（Ｂ）に示すように、枠部１３３の縁部１３４の突出部１３５に、回路基板ユニット１３０を突き当てる。この状態から、図１１（Ｃ）に示すように、回路基板ユニット１３０および電源モジュール１３１の主体部１３２を上下反転させて、治具１３６上に載置する。そして、これら回路基板ユニット１３０および主体部１３２を、固定ねじ１３７を用いて治具１３６に固定する。この状態で、回路基板ユニット１３０と、電源モジュール１３１の図示しないパッドとにボンディングワイヤ１３８を接合する。その後、固定ねじ１３７を外し、回路基板ユニット１３０および電源モジュール１３１を第１ハウジング２８に固定する。

このような図１１の構成の場合、回路基板ユニット１３０および電源モジュール１３１の主体部１３２を上下反転させる工程や、電源モジュール１３１の主体部１３２等を治具１３６に仮固定する工程と、この仮固定を解除する工程等が必要であり、手間がかかる。
これに対し、本実施形態によれば、上記した、上下反転させる工程や、仮固定する工程および仮固定を解除する工程等が不要であり、ＥＣＵ１２の製造にかかる手間が少ない。

また、ビア８３，１１３，１１４を用いることで、各突出片１０１〜１０６と半導体素子７７とを電気的に接続することができる。その上、半導体素子７７の駆動時に生じる熱を、ビア８３，１１３，１１４によって回路基板ユニット６１の下面６１ｂ側に逃がすことができる。これにより、半導体素子７７で生じた熱を、効率よく放熱板７６および厚肉部３０ｂに放出できる。

さらに、多層回路基板であるパワー基板６４には切欠部を設けていないので、パワー基板６４における各導電層７９の面積が少なくならずに済む。これにより、パワー基板６４を大型化することなく、パワー基板６４に、必要な回路を形成できる。また、突出片１０１〜１０６を、半導体素子７７から放熱板７６への熱の移動経路として用いることができる。これにより、半導体素子７７で生じた熱を、より効率よく放熱板７６に逃がすことができる。

また、第１ハウジング２８に、放熱板７６からの熱を放熱するための厚肉部３０ｂが設けられている。これにより、放熱板７６からの熱は、厚肉部３０ｂを介して第１ハウジング２８の外側へ逃がされる。これにより、回路基板ユニット６１および電源モジュール６２をＥＣＵハウジング２４に収容しつつ、半導体素子７７で生じた熱を、効率よく放出できる。

また、各突出片１０１〜１０６は、金属部材であり、放熱性に優れている。したがって、放熱板７６に切欠部９１，９３〜９６を設けても、切り欠いた部分に各突出片１０１〜１０６が配置されることで、これらの突出片１０１〜１０６が放熱板７６と同様に放熱部材として機能する。したがって、切欠部９１，９３〜９６を設けることによる放熱性能の実質的な低下を防止できる。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、回路基板ユニット６１の上面６１ａに実装される電気素子として半導体素子７７を例示したけれども、ダイオード等の他の電気素子を用いてもよい。さらに、パワー基板６４は、多層回路基板に限らず、単層回路基板であってもよい。また、各切欠部９１，９３〜９６は、回路基板ユニット６１の下面６１ｂに開放された構成を例示したけれども、これに限定されない。切欠部は、回路基板ユニット６１の上面６１ａよりも下方あればよい。さらに、各切欠部９１，９３〜９６は、放熱板７６の側面７６ａ，７６ｂに開放された構成を例示したけれども、これに限定されず、回路基板ユニット６１の下面６１ｂにのみ開放されていてもよい。

突出片１０１，１０２は、切欠部９１内に配置するようにしているけれども、これに限定されない。突出片１０１，１０２にそれぞれ対応する切欠部を放熱板７６に設け、これら突出片１０１，１０２を個別に配置するようにしてもよい。

１２…ＥＣＵ（制御装置）、２４…ＥＣＵハウジング（筐体）、３０ｂ…厚肉部（放熱部）、６１…回路基板ユニット、６１ａ…上面、６１ｂ…下面、６２…電源モジュール（モジュール）、６４…パワー基板（多層回路基板）、６５…主体部、６６…電源バスバー（接続部材）、６７…第３モータバスバー（接続部材）、７６…放熱板、７７…半導体素子（電気素子）、７８…絶縁層、７９…導体層、８３，１１３，１１４…ビア、９１，９３〜９６…切欠部、１０１〜１０６…突出片（支持部）。

Claims (4)

1. 電気素子が実装された上面、この上面と対向する下面、および前記上面の下方に形成された切欠部を含む回路基板ユニットと、
   前記切欠部に挿通されて前記回路基板ユニットを支持し前記電気素子とは電気的に接続された支持部を有する導電性の接続部材、およびこの接続部材を保持する絶縁性の主体部を含むモジュールと、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１において、前記切欠部は、前記回路基板ユニットの前記下面を切り欠くことにより形成されていることを特徴とする制御装置。
3. 請求項１または２において、前記回路基板ユニットは、積層された複数の絶縁層の間に導体層が配置された多層回路基板と、この多層回路基板の最下層に固定され前記下面を構成する放熱板と、前記電気素子と前記支持部とを電気的に接続するためのビアとを含み、前記放熱板に前記切欠部が形成されていることを特徴とする制御装置。
4. 請求項３において、前記回路基板ユニットおよび前記モジュールを収容する筐体をさらに備え、
   前記筐体は、前記下面と接触し前記放熱板からの熱を放出するための放熱部を含むことを特徴とする制御装置。

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