JP2014090030A - 制御装置および同装置を備える車両操舵装置 - Google Patents

制御装置および同装置を備える車両操舵装置 Download PDF

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Abstract

【課題】より一層の小型化を図ることのできる制御装置および同装置を備える車両操舵装置を提供する。
【解決手段】制御装置30は、回路基板40、配線モジュール60、およびベース70を有する。回路基板40は、制御回路の配線を構成する制御回路パターン51および駆動回路の配線を構成する第1駆動回路パターン53を有する。ベース70は、回路基板40において制御回路パターン51が形成される部分に対して回路基板40に制御回路素子46が実装することが可能な空間を介して対向した状態で回路基板40を保持する。配線モジュール60は、第1駆動回路パターン53と電気的に接続されて駆動回路の配線の一部分を構成する第2駆動回路パターン68を有し、回路基板40において第1駆動回路パターン53が形成される部分とベース70とにより挟まれる。
【選択図】図5

Description

本発明は、複数の回路導体の間に絶縁層を積層した多層回路基板を有する制御装置および同装置を備える車両操舵装置に関する。
従来、車両操舵装置等に用いられる制御装置として、電動モータの駆動を制御するものが知られている。この制御装置は、制御信号を出力する制御回路、および制御信号に基づいてFET等の半導体部品(スイッチング素子)をオンオフして電動モータに駆動電流を供給する駆動回路が形成された回路基板を有する。そして、近年では、回路の小型・高密度化を図るため、回路パターンが形成された複数の回路導体層の間に絶縁層を介在させて積層した多層構造の回路基板が採用されている。
上記制御装置として、例えば特許文献1においては、一枚の多層構造の回路基板上に制御回路の配線を構成する制御回路パターンが形成された制御回路部と、駆動回路の配線を構成する駆動回路パターンが形成された駆動回路部とが領域を分けて形成されることにより、制御回路および駆動回路を同一基板上に形成したものが開示されている。特許文献1の制御装置においては、制御回路と駆動回路とを別々の基板上に形成し、各基板をバスバー等の接続部品により接続する構成(例えば、特許文献2)と比較して、制御装置の小型化が容易であるといった利点がある。
特開2011−83063号公報 特開2009−277726号公報
ところで、近年、制御装置のより一層の小型化が要求されている。しかし、上記特許文献1の構成においては、平板状の1枚の回路基板に制御回路部および駆動回路部の全てが形成されている。このため、回路基板の平面方向の寸法を小さくすることが難しいため、制御装置における回路基板の平面方向の寸法を小さくすることが難しい。
本発明は、上記課題を解決するため、より一層の小型化を図ることのできる制御装置および同装置を備える車両操舵装置を提供することを目的とする。
(1)第1の手段は、「複数の回路導体の間に絶縁層を積層した多層回路基板を備えた制御装置において、制御信号を出力する制御回路部および前記制御信号に基づいて制御される駆動回路部を備える前記複数の回路導体と、前記多層回路基板に直接的に取り付けられ、前記多層回路基板の前記駆動回路部に接続される配線モジュールと、前記配線モジュールまたは前記多層回路基板を保持するベースとを備えることを特徴とする制御装置」を含む。
上記制御装置においては、配線モジュールが多層回路基板に直接的に取り付けられ、かつ配線モジュールが駆動回路部に接続されるため、配線モジュール内に駆動回路部の一部が形成される。このため、平板状の1枚の回路基板に制御回路部および駆動回路部の全てが形成されていると仮定した構成と比較して、多層回路基板の平面方向の小型化を図ることができる。したがって、多層回路基板の平面方向において制御装置の小型化を図ることができる。また、多層回路基板と配線モジュールとをバスバー等の接続部品により間接的に取り付けると仮定した構成と比較して、バスバー等の接続部品が省略される。このため、制御装置の小型化を図ることができる。
(2)第2の手段は、「前記配線モジュールは、前記ベースと前記多層回路基板との間を支持する支柱を備えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置」を含む。
上記制御装置においては、ベースおよび多層回路基板から配線モジュールに力が作用するとき、上記力が配線モジュールの支柱により受けられる。したがって、配線モジュール内の駆動回路部に上記力が作用することが抑制される。
(3)第3の手段は、「前記多層回路基板と、前記配線モジュールと、前記ベースとにより区画され、回路素子が実装可能な空間を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置」を含む。
上記制御装置においては、多層回路基板の制御パターン部とベースとの間に回路素子が回路基板に実装可能な空間が形成されるため、多層回路基板において制御パターン部が形成される領域の両面に回路素子が実装することが可能となる。このため、多層回路基板の片面のみに回路素子を実装すると仮定した構成と比較して、多層回路基板の実装面積が大きくなる。このため、多層回路基板の平面方向の寸法を小さくすることができる。したがって、多層回路基板の平面方向において制御装置を小型化することができる。
(4)第4の手段は、「請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置と、前記制御装置により駆動される電動アクチュエータとを備えることを特徴とする車両操舵装置」を含む。
上記車両操舵装置においては、電動アクチュエータの制御装置が小型化されるため、車両搭載性に優れた車両用操舵装置を提供することができる。
本制御装置および同装置を備える車両操舵装置は、制御装置のより一層の小型化を図ることができる。
実施形態の車両操舵装置の構成を示す構成図。 実施形態のアシスト装置の斜視構造を示す斜視図。 実施形態の制御装置の分解斜視構造を示す斜視図。 実施形態の制御装置の断面構造を示す断面図。 実施形態の配線モジュールおよびその周辺の断面構造を示す断面図。 (a)は実施形態の配線モジュールの平面構造を示す平面図、(b)は(a)のZ6−Z6平面の断面構造を示す断面図。 その他の実施形態の制御装置の分解斜視構造を示す斜視図。
図1を参照して、車両操舵装置1の構成について説明する。
車両操舵装置1において、操舵部品2が固定されたステアリングシャフト10は、ラックアンドピニオン機構14を介してラックシャフト15に連結される。ステアリングシャフト10は、コラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、およびピニオンシャフト13が連結される構成を有する。車両操舵装置1は、ステアリング操作にともなうステアリングシャフト10の回転がラックアンドピニオン機構14によりラックシャフト15の往復直線運動に変換される。そして、ラックシャフト15の往復直線運動は、ラックシャフト15の両端に連結されたタイロッド16を介してナックル(図示略)に伝達されることにより転舵輪3の舵角、すなわち車両の進行方向を変更する。
車両操舵装置1は、コラムシャフト11にアシスト力を付与するアシスト装置20を有する。車両操舵装置1は、操舵部品2の操作をアシスト装置20によりアシストするコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
アシスト装置20は、同装置20の駆動源となる電動モータ21がウォーム&ホイール等の減速機構22を介してコラムシャフト11と駆動連結される。アシスト装置20は、電動モータ21の回転を減速機構22により減速してコラムシャフト11に伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力としてコラムシャフト11に付与する。なお、アシスト装置20は「電動アクチュエータ」に相当する。
図2に示されるように、アシスト装置20は、電動モータ21の駆動を制御する制御装置30を有する。制御装置30は、電動モータ21が固定される第1ハウジング23と、減速機構22が収容される第2ハウジング24との間に位置する。
図3に示されるように、制御装置30は、配線モジュール60がベース70と回路基板40との間に挟まれた状態で回路基板40が2本のボルト31によりベース70に固定される構成を有する。
回路基板40は、制御信号を出力する制御回路および制御信号に基づいて電動モータ21(図2参照)に駆動電流を供給する駆動回路の一部が形成される。回路基板40は、ベース70の電動モータ21側の面に固定される。回路基板40は、電動モータ21の出力軸(図示略)が挿入されるための貫通孔45を有する。
配線モジュール60は、駆動回路において直流電流を3相交流電流に変換するインバータ回路の一部分を構成する。配線モジュール60は、回路基板40の駆動回路と電気的に接続される。配線モジュール60は、放熱グリス74を介してベース70に固定される(図4参照)。配線モジュール60は、インバータ回路のU相の部分を構成するU相配線モジュール60U、インバータ回路のV相の部分を構成するV相配線モジュール60V、およびインバータ回路のW相の部分を構成するW相配線モジュール60Wを有する。
ベース70は、第1ハウジング23および第2ハウジング24に挟まれる(図4参照)。ベース70は、アルミ合金等の熱伝導率の高い金属材料からなり、略長方形板状に形成される。ベース70においては、電動モータ21側の部分において、外部のバッテリ(図示略)と回路基板40とを電気的に接続するためのコネクタ部を有するモジュール(図示略)が固定される。ベース70は、回路基板40が設置される設置面71、回路基板40との間で空間S(図4参照)を形成する凹部72、および電動モータ21の出力軸が挿入されるための貫通孔73を有する。
図5および図6を参照して、回路基板40および配線モジュール60の詳細な構成について説明する。なお、配線モジュール60において各配線モジュール60U,60V,60W(ともに図2参照)の構成が共通であるため、U相配線モジュール60Uの構成について説明し、V相配線モジュール60VおよびW相配線モジュール60Wの構成の説明を省略する。
回路基板40は、第1〜第4回路導体層41A〜41D間に第1〜第3絶縁層42A〜42Cがそれぞれ介在した状態で積層された多層回路基板としての構造を有する。具体的には、回路基板40は、ベース70と反対側から順に、第1回路導体層41A、第1絶縁層42A、第2回路導体層41B、第2絶縁層42B、第3回路導体層41C、第3絶縁層42C、および第4回路導体層41Dが積層されてなる。なお、第1〜第4回路導体層41A〜41Dは「複数の回路導体」に相当する。
第1〜第4回路導体層41A〜41Dは、銅箔等の導体箔の一部が除去されることにより所定の回路パターン50が形成される。第2および第3回路導体層41B,41Cの回路パターン50を構成する配線間の隙間は、絶縁性樹脂材料により埋められる。第1〜第3絶縁層42A〜42Cは、絶縁性樹脂材料からなり、隣接する回路パターン50同士の絶縁を保つ。
回路基板40は、所定の回路導体層および絶縁層を貫通して積層方向に延びるビアホール(層間接続孔)43が形成される。回路基板40は、ビアホール43の内周部分において銅等の導体材料からなる接続部品44が挿入される。回路基板40は、接続部品44を介して異なる回路導体層の回路パターン50同士が互いに電気的に接続されることにより、制御回路および駆動回路がそれぞれ立体的な回路として構成される。
回路パターン50は、制御回路の配線を構成する制御回路パターン51と駆動回路の一部の配線を構成する第1駆動回路パターン53とが第1〜第4回路導体層41A〜41D内において回路基板40の平面方向において領域を分けた状態で形成される。これにより、回路基板40は、同基板40の平面方向において、制御回路パターン51が形成された制御回路部52と、第1駆動回路パターン53が形成された駆動回路部54とが領域を分けた状態で形成される。
制御回路部52は、ベース70の凹部72に対向する。空間Sは、制御回路部52と凹部72との間の空間として形成される。制御回路部52は、空間SにおいてIC等の制御回路素子46が実装される。制御回路部52は、回路基板40の表面40Aおよび裏面40Bの両面において制御回路素子46が実装される。なお、制御回路素子46は「回路素子」に相当する。
駆動回路部54は、ベース70の設置面71と対向する。駆動回路部54は、設置面71との間で配線モジュール60を挟み込む。駆動回路部54は、回路基板40の表面40Aにおいて駆動回路素子47が実装される。
U相配線モジュール60Uは、第1〜第5基板61〜65が積層されることにより形成される。U相配線モジュール60Uは、ベース70と反対側から第1基板61、第2基板62、第3基板63、第4基板64、および第5基板65が積層されてなる。
第1基板61は、第1絶縁層61Bに対してベース70の反対側に第1回路導体層61Aが積層される。第1基板61は、第1絶縁層61Bにおいて貫通して積層方向に延びる2個のビアホール61Cを有する。第1基板61は、各ビアホール61Cの内周部分において銅等の導体材料からなる接続部品61Dが挿入される。
第2基板62は、第2絶縁層62Aにおいて貫通して積層方向に延びる挿入孔にMOSFETとしての下段側半導体部品66が挿入されてなる。
第3基板63は、第3絶縁層63Bに対してベース70とは反対側に第2回路導体層63Aが積層される。第3基板63は、第3絶縁層63Bにおいて貫通して積層方向に延びる2個のビアホール63Cを有する。第3基板63は、各ビアホール63Cの内周部分において銅等の導体材料からなる接続部品63Dが挿入される。
第4基板64は、第4絶縁層64Aにおいて貫通して積層方向に延びる挿入孔にMOSFETとしての上段側半導体部品67が挿入される。
第5基板65は、第5絶縁層65Bに対してベース70とは反対側に第3回路導体層65Aが積層される。
第1〜第3回路導体層61A,63A,65Aは、銅箔等の導体箔の一部が除去されることによりインバータ回路の一部分を構成する第2駆動回路パターン68が形成される。第2駆動回路パターン68を構成する配線間の隙間は、絶縁性樹脂材料により埋められる。各絶縁層61B,62A,63B,64A,65Bは、絶縁性樹脂材料からなり、隣接する第2駆動回路パターン68同士の絶縁を保つ。
第2駆動回路パターン68は、ドレイン配線68A、上段ゲート配線68B、直列配線68C、下段ゲート配線68D、およびソース配線68Eを有する。第2駆動回路パターン68は、回路基板40の第4回路導体層41Dにおける第1駆動回路パターン53に電気的に接続される。詳細には、第2駆動回路パターン68における第1駆動回路パターン53との接続部分は、回路基板40の第1駆動回路パターン53に接触する。これにより、配線モジュール60は回路基板40に直接的に取り付けられる。
上段側半導体部品67および下段側半導体部品66は、U相配線モジュール60Uの積層方向において積層される。上段側半導体部品67および下段側半導体部品66は、U相配線モジュール60Uの平面方向において重なり合う部分を有する。なお、上段側半導体部品67は、インバータ回路における高電位側のスイッチング素子を構成する。また下段側半導体部品66は、インバータ回路における低電位側のスイッチング素子を構成する。
上段側半導体部品67のドレイン端子67Dは、ドレイン配線68Aに接続される。上段側半導体部品67のゲート端子67Gは、接続部品63Dの一方を介して上段ゲート配線68Bに接続される。上段側半導体部品67のソース端子67Sは、接続部品63Dの他方を介して直列配線68Cに接続される。
下段側半導体部品66のドレイン端子66Dは、直列配線68Cに接続される。下段側半導体部品66のゲート端子66Gは、接続部品61Dの一方を介して下段ゲート配線68Dに接続される。下段側半導体部品66のソース端子66Sは、接続部品61Dの他方を介してソース配線68Eに接続される。
図6(a)に示されるように、各配線モジュール60U,60V,60Wは、2個の支柱69を有する。支柱69は、上段側半導体部品67および下段側半導体部品66の周囲、かつ各配線モジュール60U,60V,60Wの四隅のうちの対角となる位置に配置される。
図6(b)に示されるように、U相配線モジュール60Uは、第2および第3回路導体層63A,65Aおよび各絶縁層61B,62A,63B,64A,65Bを貫通して積層方向に延びる2個の貫通孔60Aを有する。U相配線モジュール60Uは、2個の貫通孔60Aにおいて支柱69がそれぞれ挿入される。
支柱69は、金属材料からなり、円柱形状に形成される。支柱69の積層方向の寸法SLは、U相配線モジュール60Uの積層方向の寸法MLと等しい。支柱69は、第2駆動回路パターン68と電気的に非接続の関係を有する。
図5を参照して、制御装置30の製造方法について説明する。
制御装置30の製造方法は、回路基板製造工程、配線モジュール製造工程、および組合せ工程を有する。
回路基板製造工程において、作業者は、先ず第1〜第4回路導体層41A〜41Dのいずれかとなる導体箔間に絶縁性樹脂材料を挟み込んで板状に成形し、エッチング等により導体箔の一部を除去することで任意の回路パターン50を形成する。作業者は、続いて、回路パターン50との間に絶縁性樹脂材料を挟み込んで新たな導体箔を積層し、この回路パターン50を形成する工程を繰り返す。そして、作業者は、ビアホール43を形成し、ビアホール43の内周部分に接続部品44を充填する。
配線モジュール製造工程は、基板準備工程および基板積層工程を有する。
基板準備工程において、作業者は、第1〜第5基板61〜65を用意する。作業者は、第1基板61において、第1絶縁層61B上に第1回路導体層61Aを積層した状態でエッチング等により導体箔の一部を除去することで任意の第2駆動回路パターン68を形成する。作業者は、続いて、ビアホール61Cおよび貫通孔60Aを形成し、ビアホール61Cの内周部分に接続部品61Dを充填する。なお、第3基板63についても同様であるため、その説明を省略する。また、作業者は、第2基板62において、第2絶縁層62Aに挿入孔および貫通孔60Aを形成し、挿入孔の内周部分に下段側半導体部品66を挿入する。なお、第4基板64についても同様であるため、その説明を省略する。また、作業者は、第5基板65において、第5絶縁層65B上に第3回路導体層65Aを積層した状態でエッチング等により導体箔の一部を除去することで任意の第2駆動回路パターン68を形成する。そして作業者は、貫通孔60Aを形成する。
基板積層工程において、作業者は、先ず、第1〜第5基板61〜65を積層する。作業者は、続いて、貫通孔60Aに支柱69を挿入する。作業者は、続いて、加熱しながらプレスすることにより第1〜第5基板61〜65を互いに固定する。
組合せ工程において、作業者は、回路基板製造工程により製造された回路基板40および配線モジュール製造工程により製造された各配線モジュール60U,60V,60Wを用意する。そして、作業者は、回路基板40の第4回路導体層41Dと配線モジュール60の第1回路導体層61Aとを溶接する。作業者は、続いて、ベース70の設置面71に配線モジュール60を載置する。作業者は、続いて、配線モジュール60上に回路基板40を載置する。このとき、回路基板40の制御回路部52は、ベース70の凹部72に対向する。そして作業者は、ボルト31により回路基板40をベース70に固定する。
本実施形態の制御装置30の作用について説明する。
制御装置30は、第1〜第4の機能を有する。
第1の機能は、回路基板40の平面方向において制御回路部52の領域を小さくする機能を示す。第2の機能は、回路基板40の平面方向において駆動回路部54の領域を小さくする機能を示す。第3の機能は、各半導体部品66,67が過熱することを抑制する機能を示す。第4の機能は、制御装置30の製造時に各半導体部品66,67に加えられる荷重を小さくする機能を示す。
第1の機能の詳細について説明する。
制御装置30は、ベース70に凹部72が形成されることおよび回路基板40とベース70との間に各配線モジュール60U,60V,60Wが挟まれることにより、制御回路部52とベース70との間に空間Sが形成される。このため、制御回路部52においては、回路基板40の表面40Aおよび裏面40Bに制御回路素子46が実装可能かつ制御回路パターン51が形成可能となる。したがって、回路基板40の表面40Aのみに制御回路素子46が実装可能かつ制御回路パターン51が形成可能と仮定した構成と比較して、制御回路を形成するために必要な実装面積を確保するための回路基板40の平面方向の寸法が小さくなる。
第2の機能の詳細について説明する。
制御装置30は、回路基板40とベース70の設置面71との間に配線モジュール60を有する。このため、駆動回路部54においては、回路基板40の表面40Aおよび裏面40Bに駆動回路素子47が実装可能かつ第1駆動回路パターン53が形成可能となる。したがって、回路基板40の表面40Aのみに駆動回路素子47が実装可能かつ第1駆動回路パターン53が形成可能と仮定した構成と比較して、駆動回路を形成するために必要な実装面積を確保するための回路基板40の平面方向の寸法が小さくなる。
第3の機能の詳細について説明する。
配線モジュール60は、回路基板40とベース70の設置面71とにより挟み込まれる。このため、配線モジュール60の各半導体部品66,67の熱は、配線モジュール60の第2駆動回路パターン68を介して回路基板40の第1駆動回路パターン53に移動する第1の熱経路と、配線モジュール60の第2駆動回路パターン68を介してベース70に移動する第2の熱経路とを有する。このように制御装置30は、各半導体部品66,67に対して2つの熱経路を有するため、各半導体部品66,67の熱が各半導体部品66,67の外部に移動しやすい。
また、第2の熱経路においては、各半導体部品66,67が配線モジュール60内に内蔵されているため、配線モジュール60のベース70と反対側の面に各半導体部品66,67が実装されたと仮定した構成と比較して、各半導体部品66,67とベース70との間の距離が小さい。このため、各半導体部品66,67の熱がベース70に移動しやすくなる。このため、各半導体部品66,67が過熱することが抑制される。
第4の機能の詳細について説明する。
制御装置30は、配線モジュール60において各半導体部品66,67の周囲に支柱69を有する。そして、支柱69の寸法SLは、配線モジュール60の寸法MLと等しい。このため、支柱69は、基板積層工程において、第1〜第5基板61〜65をプレスする際に第1〜第5基板61〜65に加えられる荷重を受ける。これにより、配線モジュール60から支柱69を省略したと仮定した構成と比較して、各半導体部品66,67は、第1〜第5基板61〜65をプレスする際に受ける荷重が小さくなる。また、支柱69は、ボルト31により回路基板40がベース70に固定される際にボルト31の締め付け力により回路基板40が配線モジュール60をベース70に向けて押し付ける荷重を受ける。これにより、配線モジュール60から支柱69を省略したと仮定した構成と比較して、各半導体部品66,67は、回路基板40により受ける荷重が小さくなる。
本実施形態の車両操舵装置1は、以下の効果を奏する。
(1)制御装置30は、回路基板40の制御回路部52とベース70との間に空間Sが形成される。この構成によれば、回路基板40の表面40Aのみに制御回路素子46が実装可能かつ制御回路パターン51が形成可能と仮定した構成と比較して、回路基板40の平面方向の寸法が小さくなる。したがって、回路基板40の平面方向において制御装置30を小型化することができる。
(2)制御装置30は、回路基板40とベース70の設置面71との間に配線モジュール60を有する。この構成によれば、回路基板40の表面40Aのみに駆動回路素子47が実装可能かつ第1駆動回路パターン53が形成可能と仮定した構成と比較して、回路基板40の平面方向の寸法が小さくなる。したがって、回路基板40の平面方向において制御装置30を小型化することができる。また、回路基板40と配線モジュール60とが互いに離間した構造において回路基板40と配線モジュール60とをバスバー等の接続部品により接続したと仮定した構成と比較して、制御装置30の小型化を図ることができる。
(3)各配線モジュール60U,60V,60Wは、複数の回路導体層61A,63A,65Aが積層される。この構成によれば、単一の回路導体層により配線モジュール60の駆動回路部54の一部分を形成すると仮定した構成と比較して、各配線モジュール60U,60V,60Wの平面方向の寸法が小さくなる。
(4)配線モジュール60は、回路基板40とベース70の設置面71とにより挟み込まれる。この構成によれば、各半導体部品66,67の熱がベース70に移動しやすくなる。このため、各半導体部品66,67が過熱することが抑制される。したがって、駆動回路が過熱することが抑制される。
(5)車両操舵装置1は、制御装置30を有する。この構成によれば、制御装置30が小型化されるため、車載搭載性に優れた車両操舵装置1を提供することができる。
(6)制御装置30は、配線モジュール60において各半導体部品66,67の周囲に支柱69を有する。この構成によれば、配線モジュール60から支柱69を省略したと仮定した構成と比較して、各半導体部品66,67は、第1〜第5基板61〜65をプレスする際に受ける荷重および回路基板40により受ける荷重が小さくなる。
(7)各回路導体層61A,63A,65Aの積層方向において、各半導体部品66,67が重なり合う。この構成によれば、配線モジュール60の平面方向において、各半導体部品66,67が並べられると仮定した構成と比較して、各配線モジュール60U,60V,60Wの平面方向の面積を小さくすることができる。
(8)また、上記積層方向において、各半導体部品66,67が重なり合うため、各半導体部品66,67が並べられると仮定した構成と比較して、直列配線68Cが短くなる。特に、各配線モジュール60U,60V,60Wにおいては、上記積層方向において、下段側半導体部品66のドレイン端子66Dと、上段側半導体部品67のソース端子67Sとが対向する。このため、上記積層方向において、下段側半導体部品66のドレイン端子66Dと、上段側半導体部品67のソース端子67Sとが対向しないと仮定した構成と比較して、直列配線68Cが短くなる。
(9)各配線モジュール60U,60V,60Wは、各相の電力供給を切り替える。この構成によれば、各配線モジュール60U,60V,60Wが互いに直接的に接続される必要がなくなる。このため、ベース70および回路基板40に対する各配線モジュール60U,60V,60Wの配置の自由度が向上する。
本車両操舵装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本車両操舵装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・実施形態の配線モジュール60は、各配線モジュール60U,60V,60Wが個別に形成される。一方、変形例の配線モジュール60は、各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも2個が一体に形成される。
・実施形態の各配線モジュール60U,60V,60Wは、2本の支柱69を有する。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wは、1本または3本以上の支柱69を有する。また、別の変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wは、支柱69を有していない。
・実施形態の各配線モジュール60U,60V,60Wは、下段側半導体部品66および上段側半導体部品67を有する。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、下段側半導体部品66および上段側半導体部品67の少なくとも一方を有していない。また、別の変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、下段側半導体部品66および上段側半導体部品67の少なくとも一方を複数個有する。
・実施形態の各配線モジュール60U,60V,60Wは、第1〜第3回路導体層61A,63A,65Aを有する。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、第1〜第3回路導体層61A,63A,65Aの1つまたは2つを有していない。変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、単一の回路導体層を有する構成であってもよい。また、別の変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、4個以上の回路導体層を有する。
・実施形態の各配線モジュール60U,60V,60Wは、回路基板40の平面方向において回路基板40の短手方向に一列に配置される。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wは、回路基板40の平面方向において任意に配置される。この構成によれば、回路基板40およびベース70に対する各配線モジュール60U,60V,60Wの配置の自由度が向上する。
・実施形態の各配線モジュール60U,60V,60Wは、各回路導体層61A,63A,65Aの積層方向において、各半導体部品66,67が重なり合う。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wの少なくとも1つは、各回路導体層61A,63A,65Aの積層方向において、各半導体部品66,67が重なり合わない。
・実施形態の制御装置30は、各配線モジュール60U,60V,60Wの支柱69がベース70の設置面71上に位置する構成を有する。一方、変形例の各配線モジュール60U,60V,60Wは、図7に示される構成を有する。すなわち、ベース70は、6個の支持穴75と、支持穴75に圧入される支柱76とを有する。各配線モジュール60U,60V,60Wは、支柱76が貫通孔60Aに挿入された状態でベース70に配置される。各配線モジュール60U,60V,60Wがベース70に配置された状態において、支柱76と各配線モジュール60U,60V,60Wの回路基板40側の面とは面一となる。この構成によれば、支柱76によりベース70に対する各配線モジュール60U,60V,60Wの位置が決められる。このため、支柱76は、各半導体部品66,67(図6(b)参照)が回路基板40により受ける荷重を小さくする機能と、ベース70に対する各配線モジュール60U,60V,60Wの位置を決める機能とを兼ねる。
・上記変形例の制御装置30において、支柱76がベース70と一体成形された構成に変更することもできる。また、上記変形例の制御装置30において、支柱76が第1ハウジング23または第2ハウジング24と一体成形された構成に変更することもできる。
・実施形態のベース70は、凹部72を有する。一方、変形例のベース70は、凹部72を有していない。
・実施形態の制御装置30は、第1ハウジング23および第2ハウジング24とは個別に形成されたベース70を有する。一方、変形例の制御装置30は、第1ハウジング23または第2ハウジング24に一体に形成されたベース70を有する。また、別の変形例の制御装置30は、ベース70を有していない。別の変形例の制御装置30は、回路基板40が第1ハウジング23または第2ハウジング24に固定される。すなわち、別の変形例の制御装置30は、第1ハウジング23または第2ハウジング24がベースに相当する。この構成によれば、アシスト装置20(図2参照)の部品点数が少なくなる。
・実施形態の制御装置30は、各配線モジュール60U,60V,60Wが放熱グリス74を介してベース70に固定される構成を有する。一方、変形例の制御装置30は、放熱グリス74を有していない。すなわち、変形例の制御装置30は、各配線モジュール60U,60V,60Wがベース70に直接的に固定される構成を有する。
・実施形態の制御装置30は、ベース70と回路基板40との間に配線モジュール60が挟み込まれる構成を有する。一方、変形例の制御装置30は、ベース70上に回路基板40が固定され、かつ回路基板40上に配線モジュール60が直接的に取り付けられる構成を有する。
・上記変形例の制御装置30において、配線モジュール60において回路基板40に取り付けられる第1面とは反対側の第2面に放熱板を取り付けることもできる。また、放熱板に代えて第1ハウジング23を配線モジュール60の第2面取り付けることもできる。この構成によれば、配線モジュール60の各半導体部品66,67の熱が放熱板または第1ハウジング23に移動しやすくなる。このため、各半導体部品66,67が過熱することが抑制される。したがって、駆動回路が過熱することが抑制される。
・実施形態の制御装置30は、アシスト装置20の電動モータ21の駆動を制御する制御装置として用いられる。一方、変形例の制御装置30は、アシスト装置20以外の車両操舵装置1に搭載される装置(例えば、電動ポンプ装置の電動モータ等)の駆動を制御する制御装置として用いられる。
次に、上記実施形態および変形例から把握することができる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(付記項1)前記配線モジュールは、第1半導体部品、および前記回路導体および前記絶縁層の積層方向において前記第1半導体部品と重なる位置に配置される第2半導体部品を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置。
上記制御装置においては、回路導体および絶縁層の積層方向において第1半導体部品および第2半導体部品が重なり合う。このため、配線モジュールの表面上において第1半導体部品および第2半導体部品が並べて配置されると仮定した構成と比較して、配線モジュールの平面方向の寸法を小さくすることができる。
(付記項2)前記第1半導体部品および前記第2半導体部品は、前記第2駆動回路パターンにより直列に接続され、前記第1半導体部品は前記第2半導体部品よりも高電位側に配置されるスイッチング素子として機能し、前記第2半導体部品は前記第1半導体部品よりも低電位側に配置されるスイッチング素子として機能する付記項1に記載の制御装置。
上記制御装置においては、積層方向において第1半導体部品および第2半導体部品が重なり合うため、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とを互いに直列に接続する第2駆動回路パターンの直列配線を短くすることができる。
1…車両操舵装置、20…アシスト装置(電動アクチュエータ)、30…制御装置、40…回路基板(多層回路基板)、41A…第1回路導体層(回路導体)、41B…第2回路導体層(回路導体)、41C…第3回路導体層(回路導体)、41D…第4回路導体層(回路導体)、42A…第1絶縁層、42B…第2絶縁層、42C…第3絶縁層、46…制御回路素子(回路素子)、52…制御回路部、54…駆動回路部、60…配線モジュール、60U…U相配線モジュール、60V…V相配線モジュール、60W…W相配線モジュール、69…支柱、70…ベース、76…支柱、S…空間。

Claims (4)

  1. 複数の回路導体の間に絶縁層を積層した多層回路基板を備えた制御装置において、
    制御信号を出力する制御回路部および前記制御信号に基づいて制御される駆動回路部を備える前記複数の回路導体と、
    前記多層回路基板に直接的に取り付けられ、前記多層回路基板の前記駆動回路部に接続される配線モジュールと、
    前記配線モジュールまたは前記多層回路基板を保持するベースとを備える
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 前記配線モジュールは、前記ベースと前記多層回路基板との間を支持する支柱を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記多層回路基板と、前記配線モジュールと、前記ベースとにより区画され、回路素子が実装可能な空間を備える
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置と、
    前記制御装置により駆動される電動アクチュエータとを備えることを特徴とする車両操舵装置。
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