JP2016082215A - コントローラおよびコントローラの製造方法 - Google Patents

コントローラおよびコントローラの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】汎用性が高く、耐久性に優れたコントローラを提供する。【解決手段】コントローラ１は、樹脂モールド体１０が、樹脂によってバスバー１００と一体化され、バスバー１００の一端をコネクタ部１３〜１５内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、電子部品４０を配置する電子部品配置部１６ａ〜１６ｄおよびパワーデバイス５０を配置するパワーデバイス配置部１７を形成する１次成形部１１と、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに電子部品４０を配置し、パワーデバイス配置部１７にパワーデバイス５０を配置した状態で、電子部品４０とパワーデバイス５０と１次成形部１１と一体化された２次成形部２１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、コントローラおよびコントローラの製造方法に関するものである。
一般に、モータ等の被電動駆動体を駆動させるコントローラは、内部に配置された基板や基板に実装される雑防素子等の電子部品、および半導体素子等を保護する構成を有している。例えば、特許文献１に記載のコントローラ（回路基板ユニット）は、上ケースおよび下ケースにより基板を封止している。しかしながら、このような構成の場合、上ケースと下ケースとの繋ぎ目部分には、防水性を確保するために防水シール構造が必要となる。また、特許文献１に記載のコントローラの構成の場合、内部に空間が形成されるため、内部に配置された電子部品の振動対策として、電子部品の固定構造や、電子部品の端子の応力緩和構造が必要であった。さらに、内部に空間が存在すると、コントローラの内外での気圧差を調整するための呼吸手段も必要となり、部品点数が増加するという課題もある。
上記課題に対して、例えば特許文献２に記載のコントローラ（モータ駆動装置）は、電子部品と半導体素子とを含むパワーデバイスである積層回路の全体を樹脂によってモールドすることで、内部の気密性を向上させている。
特開２０１４−６０２０６号公報 特開２０１０−１１２２９３号公報
しかしながら、特許文献２に記載のコントローラでは、電子部品が積層回路に構成されているため、このモータ駆動装置を適用できる被電動駆動体のバリエーションが限定されてしまう。また、この課題に対しては、電子部品を積層回路の外部に配置することが考えられるが、これら電子部品および積層回路を一体成形することは、金型の構成上困難である。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性が高いコントローラを提供することが困難である。
そこで本発明は、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラおよびコントローラの製造方法を提供するものである。
本発明のコントローラは、樹脂本体の内部に、複数のターミナルと、前記ターミナルに接続する電子部品と、前記ターミナルに接続し、被駆動体に電力を供給するとともに前記被駆動体の駆動を制御するパワーデバイスとが埋設され、外部機器から延びるコネクタが嵌着可能なコネクタ部が一体成形されたコントローラであって、前記樹脂本体は、樹脂によって前記ターミナルと一体化され、前記ターミナルの一端を前記コネクタ部内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、前記電子部品および前記パワーデバイスの配置部を形成する１次成形部と、前記配置部に前記電子部品と前記パワーデバイスとを配置した状態で、前記電子部品と前記パワーデバイスと前記１次成形部と一体化された２次成形部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、樹脂とターミナルによって形成された１次成形部に電子部品とパワーデバイスを配置した後、２次成形部により、１次成形部、電子部品、パワーデバイスをまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラの内部の気密性を向上させることができる。また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品およびパワーデバイスの固定構造、および電子部品およびパワーデバイスの各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。さらに、電子部品がパワーデバイスと別体で設けられ、１次成形部に電子部品をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品を適宜変更することができる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラが得られる。
上記のコントローラにおいて、前記２次成形部には、該２次成形部を被取付部材に固定するための取付部が一体成形されていることを特徴とする。
本発明によれば、別途取付構造を設けることなく、被取付部材への取付を容易に行うことができる。
上記のコントローラにおいて、前記２次成形部は、熱伝導性樹脂により形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、２次成形部が熱伝導性樹脂により形成されているため、２次成形部と一体化された電子部品およびパワーデバイスにおいて生じた熱を、２次成形部を通じて外部へ効率よく放熱することができる。
上記のコントローラにおいて、前記２次成形部には、ヒートシンクが一体的に設けられ、前記パワーデバイスと前記ヒートシンクとが離間して配置され、前記パワーデバイスと前記ヒートシンクとが前記熱伝導性樹脂を介して接していることを特徴とする。
本発明によれば、２次成形部にはヒートシンクが設けられているため、別途放熱機構を設けることなく、放熱性を向上させることができる。しかもパワーデバイスとヒートシンクとが熱伝導性樹脂を介して接しているため、パワーデバイスとヒートシンクとの間に放熱シートを介在させることなく、パワーデバイスにおいて生じた熱をヒートシンクに伝熱することができる。したがって、簡素な構成で放熱性を向上させることができる。
上記のコントローラにおいて、前記ヒートシンクは、前記ターミナルと電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、ヒートシンクの露出部を介してターミナルを容易に接地させることができる。
上記のコントローラにおいて、前記電子部品は、雑防素子および平滑コンデンサの少なくともいずれか一方を含んでいることを特徴とする。
本発明によれば、雑防回路や平滑回路を防水性の優れた樹脂本体の内部に形成でき、コントローラの防水性、耐久性をより向上させることができる。
上記のコントローラにおいて、前記電子部品は、前記パワーデバイスと同一平面内に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、コントローラの厚さの増加を抑制できる。
上記のコントローラにおいて、前記配置部は、前記電子部品の少なくとも一部を収容するように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、２次成形部を形成する際に、配置部に配置される電子部品の位置ずれが生じることを防止できる。
上記のコントローラにおいて、前記１次成形部には、前記電子部品と前記ターミナルとの接続部を露出させる窓部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、窓部により接続部の周囲に空間が設けられるため、１次成形部に対し、窓部を介して電子部品とターミナルとを容易に接続できる。また、接続方法として例えば、抵抗溶接等を用いる場合、溶接時における作業性が向上するとともに、１次成形部への溶接の熱影響を十分に抑制することができる。
本発明のコントローラの製造方法は、樹脂本体の内部に、複数のターミナルと、前記ターミナルに接続する電子部品と、前記ターミナルに接続し、被駆動体に電力を供給するとともに前記被駆動体の駆動を制御するパワーデバイスとが埋設され、外部機器から延びるコネクタが嵌着可能なコネクタ部が一体成形されたコントローラの製造方法であって、樹脂によって前記ターミナルと一体化され、前記ターミナルの一端を前記コネクタ部内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、前記電子部品および前記パワーデバイスの配置部を形成する１次成形部を形成する１次成形工程と、前記配置部に前記電子部品と前記パワーデバイスとを配置した状態で、前記電子部品と前記パワーデバイスと前記１次成形部と一体化された２次成形部を形成する２次成形工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、樹脂とターミナルによって形成された１次成形部に電子部品とパワーデバイスを配置した後、２次成形部により、１次成形部、電子部品、パワーデバイスをまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラの内部の気密性を向上させることができる。また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品およびパワーデバイスの固定構造、および電子部品およびパワーデバイスの各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。さらに、電子部品がパワーデバイスと別体で設けられ、１次成形部に電子部品をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品を適宜変更することができるコントローラを、複雑な金型を用いることなく製造できる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラを容易に製造できる。
上記のコントローラの製造方法において、前記１次成形工程と前記２次成形工程との間に、前記配置部に配置された前記電子部品および前記パワーデバイスを前記ターミナルに電気的に接続する接続工程を有することを特徴とする。
本発明によれば、電子部品およびパワーデバイスを１次成形部の配置部に配置した状態で、ターミナルに対して電気的に接続させることができる。これにより、電子部品およびパワーデバイスの位置ずれを抑制することができる。
本発明のコントローラによれば、樹脂とターミナルによって形成された１次成形部に電子部品とパワーデバイスを配置した後、２次成形部により、１次成形部、電子部品、パワーデバイスをまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラの内部の気密性を向上させることができる。また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品およびパワーデバイスの固定構造、および電子部品およびパワーデバイスの各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。さらに、電子部品がパワーデバイスと別体で設けられ、１次成形部に電子部品をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品を適宜変更することができる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラが得られる。
本発明のコントローラの製造方法によれば、樹脂とターミナルによって形成された１次成形部に電子部品とパワーデバイスを配置した後、２次成形部により、１次成形部、電子部品、パワーデバイスをまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラの内部の気密性を向上させることができる。また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品およびパワーデバイスの固定構造、および電子部品およびパワーデバイスの各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。さらに、電子部品がパワーデバイスと別体で設けられ、１次成形部に電子部品をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品を適宜変更することができるコントローラを、複雑な金型を用いることなく製造できる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラを容易に製造できる。
第１実施形態のコントローラの斜視図である。 第１実施形態のコントローラの２次成形部を透過した斜視図である。 第１実施形態のコントローラの１次成形部および２次成形部を透過した下面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 第１実施形態のコントローラの製造方法を示すフローチャートである。 第１実施形態のコントローラの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態のコントローラの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態のコントローラの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態のコントローラの２次成形部を透過した斜視図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、コントローラ１により駆動制御される被電動駆動体として、モータを例に挙げて説明する。
［第１実施形態］
（コントローラ）
図１は、第１実施形態のコントローラの斜視図である。図２は、第１実施形態のコントローラの２次成形部を透過した斜視図である。
図１および図２に示すように、コントローラ１は、モータを駆動制御するためのものであって、例えばモータのモータケース（請求項の「被取付部材」に相当。）に取り付けられている。コントローラ１は、主に本体部分を構成する樹脂モールド体１０（請求項の「樹脂本体」に相当。）を有している。この樹脂モールド体１０の内部に、複数のバスバー１００（請求項の「ターミナル」に相当。）と、バスバー１００に接続する電子部品４０と、バスバー１００に接続し、モータに電力を供給するとともにモータの駆動を制御するパワーデバイス５０と、が埋設されている。また、樹脂モールド体１０には、外部機器から延びるコネクタ（いずれも不図示）が嵌着可能なコネクタ部１３〜１５（第１コネクタ部１３、第２コネクタ部１４、第３コネクタ部１５）が一体成形されている。
樹脂モールド体１０は、１次成形部１１と２次成形部２１とを有する。
図２に示すように、１次成形部１１は、ベース部１２と、ベース部１２から突出するコネクタ部１３〜１５と、が一体成形されたものである。１次成形部１１は、複数のバスバー１００と一体化され、バスバー１００の一端をコネクタ部１３〜１５内に突出するコネクタ端子として機能させている。また、１次成形部１１には、電子部品４０を配置する電子部品配置部１６ａ〜１６ｄおよびパワーデバイス５０を配置するパワーデバイス配置部１７が形成されている。
ベース部１２は、モータの軸方向から見た平面視が略矩形板状に形成され、端辺１２ｂと、端辺１２ｂに対向する端辺１２ｃと、端辺１２ｂ，１２ｃに直交する一対の端辺１２ｄ，１２ｅと、を有する。ベース部１２には、電子部品４０およびパワーデバイス５０とバスバー１００との接続部を露出させる複数の窓部１２ａと、電子部品４０が配置される４つの電子部品配置部１６ａ〜１６ｄ（第１配置部１６ａ、第２配置部１６ｂ、第３配置部１６ｃ、第４配置部１６ｄ）と、パワーデバイス５０が配置されるパワーデバイス配置部１７と、が形成されている。
窓部１２ａは、ベース部１２の略半分の大部分に形成され、且つベース部１２の厚さ方向（以下、単に「厚さ方向」という。）に貫通するように形成されている。
ベース部１２における窓部１２ａが形成されている側には、端辺１２ｄ側から順に、端辺１２ｂに沿って第１配置部１６ａ、第２配置部１６ｂ、第３配置部１６ｃおよび第４配置部１６ｄが並設されている。電子部品配置部１６ａ〜１６ｄは、それぞれ電子部品４０を収容するように、厚さ方向の一方側に開口した凹状に形成されている。
パワーデバイス配置部１７は、矩形板状に形成され、窓部１２ａとは反対側のベース部１２の略半分に、端辺１２ｃの全体に沿って配置されている（図７参照）。また、パワーデバイス配置部１７における、一対の端辺１２ｄ，１２ｅ上に対応する位置には、パワーデバイスを位置決めするための一対の位置決め突起１７ａが、それぞれ厚さ方向一方側に向かって立設されている。
ベース部１２の外周縁には、コネクタ部１３〜１５が、それぞれベース部１２の面方向に沿って突出している。具体的には、第１コネクタ部１３は、端辺１２ｅ上における端辺１２ｃとの連接部寄りの部分に形成されている。第２コネクタ部１４は、端辺１２ｅ上における端辺１２ｂとの連接部寄りの部分に形成されている。第３コネクタ部１５は、端辺１２ｄ上における端辺１２ｃとの連接部寄りの部分に形成されている。
このように形成された１次成形部１１には、複数のバスバー１００が埋設されている。
図３は、第１実施形態のコントローラの１次成形部および２次成形部を透過した下面図である。
同図に示すように、複数のバスバー１００は、信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６と、パワー用ターミナルバスバー１１１，１１２（第１パワー用ターミナルバスバー１１１、第２パワー用ターミナルバスバー１１２）と、３相バスバー１２１〜１２３と、パワー用バスバー１３１と、を備えている。複数のバスバー１００は、それぞれ例えば銅等の金属板材をプレス加工等により所望の形状に形成されている。複数のバスバー１００は、全て交差することなく、同一平面上において横並びに配置された状態になっている。このため、クロストークによるノイズの発生を抑制するように構成されている。
図２および図３に示すように、信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６は、第１コネクタ部１３近傍に配置されている。信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６は、それぞれベース部１２の窓部１２ａ内に突出するパワーデバイス側端部１０７と、第１コネクタ部１３内に突出するコネクタ側端部１０８と、を有している。
信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の外部機器との通信ラインとして設けられている。信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６は、主にモータの目標回転数の入力や、モータの回転数の出力、パワーデバイス５０の機能設定、エラー状態の情報出力に用いられる。信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６がパワーデバイス５０の機能設定用として設けられることで、コントローラ１の機能の設定変更を製品状態でも行うことが可能となり、開発生産性を向上させることができる。また、信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６がエラー状態の情報出力用として設けられることで、エラー発生時にエラー種別の判定が可能となり、故障解析の効率を向上させることができる。さらに、この信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６からモータの回転数を上位ＥＣＵに出力（フィードバック）することで、上位ＥＣＵは、モータの回転数を必要に応じて調整することができるため、無駄な電力消費（電費）を抑える効果もある。
第１パワー用ターミナルバスバー１１１は、ベース部１２の端辺１２ｂから端辺１２ｄに沿う領域において第１配置部１６ａおよび第２配置部１６ｂを迂回するように配置されている。第１パワー用ターミナルバスバー１１１は、ベース部１２の窓部１２ａ内に突出するパワーデバイス側端部１１１ａと、第２コネクタ部１４内に突出するコネクタ側端部１１１ｂと、一対の端部１１１ａ，１１１ｂとを連結する渡り部から、ベース部１２の窓部１２ａ内に突出する３個の舌片部１１１ｃと、を有している。
第２パワー用ターミナルバスバー１１２は、ベース部１２において、信号系ターミナルバスバー１０１〜１０６と第１パワー用ターミナルバスバー１１１との間に配置されている。第２パワー用ターミナルバスバー１１２は、ベース部１２の窓部１２ａ内に突出するパワーデバイス側端部１１２ａと、第２コネクタ部１４内に突出するコネクタ側端部１１２ｂと、一対の端部１１２ａ，１１２ｂとを連結する渡り部から、ベース部１２の窓部１２ａ内に突出する２個の舌片部１１２ｃと、を有している。
３相バスバー１２１〜１２３は、第３コネクタ部１５近傍に配置されている。３相バスバー１２１〜１２３は、それぞれベース部１２の窓部１２ａ内に突出するパワーデバイス側端部１２４と、第３コネクタ部１５内に突出するコネクタ側端部１２５と、を有している。
パワー用バスバー１３１は、ベース部１２において、第１パワー用ターミナルバスバー１１１と３相バスバー１２１〜１２３との間に配置されている。パワー用バスバー１３１は、ベース部１２の窓部１２ａ内に突出するパワーデバイス側端部１３２および３個の舌片部１３３を有している。
このように複数のバスバー１００が埋設された１次成形部１１（ベース部１２）の厚さ方向一方側の主面上には、電子部品４０およびパワーデバイス５０が同一平面内に配置されている。電子部品４０は、雑防素子４１と一対の平滑コンデンサ４５とを含んでいる。
雑防素子４１は、Ｘコンデンサ４２およびチョークコイル４３を含んでいる。
Ｘコンデンサ４２は、主にラジオノイズを抑制するために設けられている。Ｘコンデンサ４２は、例えば略円筒状の電解コンデンサであり、ベース部１２の第４配置部１６ｄに配置されている。Ｘコンデンサ４２は、その中心軸線がベース部１２の端辺１２ｄ，１２ｅの延在方向に沿うように配置されている。
なお、Ｘコンデンサ４２としては、例えばアルミ電解コンデンサや導電性高分子コンデンサ、ニオブコンデンサ等の電解コンデンサの他に、セラミックコンデンサ等を用いることができる。
ここで、アルミ電解コンデンサは、発熱等の異常が生じて内圧が上昇した際に、圧力弁を作動させて電解液を含む高温のガスを逃すように設計されている。このため、アルミ電解コンデンサの圧力弁の周囲には、高温のガスを逃すための空間を設ける必要がある。これに対して、導電性高分子コンデンサやニオブコンデンサ、セラミックコンデンサ等の固体コンデンサは圧力弁を備えていないので、周囲に空間を設ける必要がない。このため、後述する２次成形部２１の成形が容易となる。
Ｘコンデンサ４２は、その端面から延出する一対のリード部を有している。Ｘコンデンサ４２の一対のリード部は、先端が窓部１２ａ内に配置され、例えば抵抗溶接等により、第１パワー用ターミナルバスバー１１１の舌片部１１１ｃと第２パワー用ターミナルバスバー１１２の舌片部１１２ｃとにそれぞれ電気的に接続されている。
チョークコイル４３は、主にラジオノイズを抑制するために設けられている。チョークコイル４３は、例えばフェライト等の磁性材料からなる円柱状のコアに、導線を巻きつけたものであり、ベース部１２の第３配置部１６ｃに配置されている。チョークコイル４３は、その中心軸線がベース部１２の端辺１２ｂ，１２ｃの延在方向に沿うように配置されている。
チョークコイル４３の導線は、一対の先端部がそれぞれ窓部１２ａ内に配置されている。チョークコイル４３の導線における一対の先端部は、例えば抵抗溶接等により、第２パワー用ターミナルバスバー１１２の舌片部１１２ｃとパワー用バスバー１３１の舌片部１３３とにそれぞれ電気的に接続されている。
一対の平滑コンデンサ４５は、モータの駆動に伴い生じる電圧の変化を抑制するために設けられている。一対の平滑コンデンサ４５は、Ｘコンデンサ４２と同様に、例えば円筒状の電解コンデンサであり、ベース部１２の第１配置部１６ａおよび第２配置部１６ｂにそれぞれ配置されている。各平滑コンデンサ４５は、Ｘコンデンサ４２と同様に、その中心軸線がベース部１２の端辺１２ｄ，１２ｅの延在方向に沿うように配置されている。
なお、平滑コンデンサ４５としては、Ｘコンデンサ４２と同様に、例えばアルミ電解コンデンサや導電性高分子コンデンサ、ニオブコンデンサ等の電解コンデンサの他に、セラミックコンデンサ等を用いることができる。ただし、一般的に導電性高分子コンデンサやニオブコンデンサ、セラミックコンデンサ等は、同等のサイズのアルミ電解コンデンサと比較して静電容量が小さくなる傾向にある。このため、平滑コンデンサとして導電性高分子コンデンサやニオブコンデンサ、セラミックコンデンサ等を用いる場合、モータを正弦波駆動制御や広角通電駆動制御することにより電圧（電流）の変化を緩やかにすることが望ましい。また、平滑コンデンサとして導電性高分子コンデンサやニオブコンデンサ、セラミックコンデンサ等を用いる場合、アルミ電解コンデンサを用いる場合と同等の静電容量となるように複数個用いることで、電圧の変化を抑制することも可能である。
各平滑コンデンサ４５は、その端面から延出する一対のリード部をそれぞれ有している。各平滑コンデンサ４５の一対のリード部は、先端が窓部１２ａ内に配置され、例えば抵抗溶接等により、第１パワー用ターミナルバスバー１１１の舌片部１１１ｃとパワー用バスバー１３１の舌片部１３３とにそれぞれ電気的に接続されている。
ベース部１２のパワーデバイス配置部１７に配置されたパワーデバイス５０は、矩形板状に形成されている。パワーデバイス５０は、その長手方向がベース部１２の端辺１２ｃの延在方向に沿うように、ベース部１２のパワーデバイス配置部１７上に載置されている。パワーデバイス５０は、例えばエポキシ樹脂等のモールド体の内部に、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子等を含む電子素子が実装された回路基板が内蔵されている。
また、パワーデバイス５０の一側面には、端子列５１が設けられている。端子列５１を構成する各端子は、窓部１２ａ内に突出し、バスバー１００の各パワーデバイス側端部１０７，１１１ａ，１１２ａ，１２４，１３２をそれぞれ電気的に接続している。
図２に示すように、パワーデバイス５０における厚さ方向一方側の主面上には、不図示の放熱シートを介してヒートシンク５５が載置されている。ヒートシンク５５は、厚さ方向から見て、パワーデバイス５０よりやや大きい矩形状に形成されている。ヒートシンク５５は、厚さ方向一方側の主面上に、厚さ方向に沿って立設された複数のピン型の放熱フィンを有する。また、ヒートシンク５５の一対の短辺には、切欠き部５５ａがそれぞれ形成されている。これら一対の切欠き部５５ａがパワーデバイス配置部１７の一対の位置決め突起１７ａにそれぞれ係合した状態で、パワーデバイス５０上にヒートシンク５５が載置されている。パワーデバイス５０およびヒートシンク５５は、一対の締結部材５３により放熱シートを挟み込んだ状態で互いに固定されている（図３参照）。放熱シートを挟み込むことにより、放熱シートとパワーデバイス５０およびヒートシンク５５との密着性が向上し、パワーデバイス５０の発熱をヒートシンク５５に伝達し易くしている。
図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
図２〜４に示すように、ヒートシンク５５には、接地部５６が形成されている。接地部５６は、ヒートシンク５５におけるベース部１２の端辺１２ｂ側の側面から突出している。この接地部５６は、第１パワー用ターミナルバスバー１１１に対して導電性を有する締結部材５７により固定され、第１パワー用ターミナルバスバー１１１と電気的に接続されている。
図１および図２に示すように、２次成形部２１は、１次成形部１１の電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに電子部品４０を配置し、パワーデバイス配置部１７にパワーデバイス５０及びヒートシンク５５を配置した状態で、電子部品４０とパワーデバイス５０と１次成形部１１と一体化されている。より具体的には、２次成形部２１は略矩形板状に形成されており、その厚さ方向は、ベース部１２の厚さ方向と同一になっている。２次成形部２１は、１次成形部１１、電子部品４０、パワーデバイス５０およびヒートシンク５５のうち、コネクタ部１３〜１５およびヒートシンク５５の放熱フィンを有する面を除く部分を覆うように形成されている。
また、２次成形部２１には、コントローラ１をモータケースに固定するための一対の取付部２３が一体成形されている。取付部２３は、ベース部１２の端辺１２ｂ，１２ｃに対応する位置の側面から突設している。この取付部２３には、それぞれ金属材料により形成されたパイプ状のカラー部材２４がインサート成形されている。
（コントローラの製造方法）
次に、図１および図５〜８に基づいて、本実施形態のコントローラ１の製造方法について説明する。
図５は、第１実施形態のコントローラの製造方法を示すフローチャートである。図６〜８は、第１実施形態のコントローラの製造方法を示す工程図である。
図５に示すように、コントローラ１の製造方法は、１次成形部１１を形成する１次成形工程Ｓ１０と、１次成形部１１の電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに配置された電子部品４０、およびパワーデバイス配置部１７に配置されたパワーデバイス５０をバスバー１００に電気的に接続する接続工程Ｓ２０と、２次成形部２１を形成する２次成形工程Ｓ３０と、を有する。
まず１次成形工程Ｓ１０を行う。
図６に示すように、１次成形工程Ｓ１０では、１次成形部１１を成形するための金型（不図示）に、複数のバスバー１００をセットする。このとき、複数のバスバー１００は、不図示の連結部により互いに連結された状態になっていてもよい。このように複数のバスバー１００を互いに連結された状態とすることで、複数のバスバー１００を金型に容易にセットすることができる。
次いで、図７に示すように、バスバー１００をセットした金型に樹脂を流し込み、１次成形部１１を成形する。この際、上述のように複数のバスバー１００が連結部により連結されている場合には、金型のキャビティ型とコア型との型締め時に連結部を切断してもよいし、１次成形部１１に連結部を切断するための窓部を形成し、この窓部を介して連結部を切断するようにしてもよい。これにより、複数のバスバー１００と一体化された１次成形部１１が成形され、１次成形工程Ｓ１０が完了する。
次に接続工程Ｓ２０を行う。
図８に示すように、接続工程Ｓ２０では、複数のバスバー１００が一体化された１次成形部１１に電子部品４０およびパワーデバイス５０を配置し、それらの端子をバスバー１００と電気的に接続する。
具体的には、ベース部１２の第１配置部１６ａおよび第２配置部１６ｂにそれぞれ平滑コンデンサ４５を配置する。そして、各平滑コンデンサ４５からそれぞれ延出する一対のリード部の先端を、抵抗溶接等により、第１パワー用ターミナルバスバー１１１の舌片部１１１ｃとパワー用バスバー１３１の舌片部１３３とにそれぞれ電気的に接続する。
また、第３配置部１６ｃにチョークコイル４３を配置する。そして、チョークコイル４３が有する導線の一対の先端部を、抵抗溶接等により、第２パワー用ターミナルバスバー１１２の舌片部１１２ｃとパワー用バスバー１３１の舌片部１３３とにそれぞれ溶接する。
また、第４配置部１６ｄにＸコンデンサ４２を配置する。そして、Ｘコンデンサ４２から延出する一対のリード部の先端を、抵抗溶接等により、第１パワー用ターミナルバスバー１１１の舌片部１１１ｃと第２パワー用ターミナルバスバー１１２の舌片部１１２ｃとにそれぞれ溶接する。
また、パワーデバイス配置部１７にパワーデバイス５０を配置する。さらに、パワーデバイス５０上に、不図示の放熱シートを介してヒートシンク５５を配置する。この際、ヒートシンク５５の一対の切欠き部５５ａを、パワーデバイス配置部１７の一対の位置決め突起１７ａにそれぞれ係合させることにより、ヒートシンク５５をパワーデバイス５０上に正確に載置できる。次いで、パワーデバイス５０とヒートシンク５５とを、放熱シートを挟み込んだ状態で、一対の締結部材５３により固定する。その後、ヒートシンク５５の接地部５６を、締結部材５７（図３参照）により第１パワー用ターミナルバスバー１１１に対して締結固定する。そして、パワーデバイス５０から延出する端子列５１の各端子を、抵抗溶接等により、バスバー１００の各パワーデバイス側端部１０７，１１１ａ，１１２ａ，１２４，１３２にそれぞれ溶接する（図３参照）。なお、ヒートシンク５５は、パワーデバイス５０とバスバー１００との溶接後に、パワーデバイス５０上に配置してもよい。
これにより、接続工程Ｓ２０が完了する。
次に、２次成形工程Ｓ３０を行う。
２次成形工程Ｓ３０では、２次成形部２１を成形するための金型（不図示）に、電子部品４０とパワーデバイス５０と一体化された１次成形部１１と、カラー部材２４（図２参照）とをセットする。そして金型に樹脂を流し込み、２次成形部２１を成形する。これにより、２次成形工程Ｓ３０が完了し、図１に示すコントローラ１が製造される。
このように、本実施形態のコントローラ１は、樹脂モールド体１０が、樹脂によってバスバー１００と一体化され、バスバー１００の一端をコネクタ部１３〜１５内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、電子部品４０を配置する電子部品配置部１６ａ〜１６ｄおよびパワーデバイス５０を配置するパワーデバイス配置部１７を形成する１次成形部１１と、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに電子部品４０を配置し、パワーデバイス配置部１７にパワーデバイス５０を配置した状態で、電子部品４０とパワーデバイス５０と１次成形部１１と一体化された２次成形部２１と、を有する。
この構成によれば、樹脂とターミナルによって形成された１次成形部１１に電子部品４０とパワーデバイス５０を配置した後、２次成形部２１により、１次成形部１１、電子部品４０、パワーデバイス５０をまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラ１の内部の気密性を向上させることができる。
また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品４０およびパワーデバイス５０の固定構造、および電子部品４０およびパワーデバイス５０の各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。
さらに、電子部品４０がパワーデバイス５０と別体で設けられ、１次成形部１１に電子部品４０をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品４０を適宜変更することができる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラ１が得られる。
また、本実施形態では、パワーデバイス５０がエポキシ樹脂等の樹脂モールド体に封止されているため、ハンダ接合部等の接合箇所の露出が抑制されている。これにより、インサート成形による２次成形部２１の形成がより容易になっている。
また、２次成形部２１には、取付部２３が一体成形されているため、別途取付構造を設けることなく、モータケースへの取付を容易に行うことができる。
また、２次成形部２１からは、ヒートシンク５５の放熱フィンを有する面が露出して設けられているため、別途放熱機構を設けることなく、放熱性を向上させることができる。
また、ヒートシンク５５が、バスバー１００（第１パワー用ターミナルバスバー１１１）に電気的に接続されているため、ヒートシンク５５の露出部を介してバスバー１００を容易に接地させることができる。
また、電子部品４０が、雑防素子４１および平滑コンデンサ４５を含んでいるため、雑防回路や平滑回路を防水性の優れた樹脂モールド体１０の内部に形成でき、コントローラ１の防水性、耐久性をより向上させることができる。
また、電子部品４０が、パワーデバイス５０と同一平面内に配置されているため、コントローラ１の厚さの増加を抑制できる。
また、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄが、電子部品４０の少なくとも一部を収容するように形成されているため、２次成形部２１を形成する際に、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに配置される電子部品４０の位置ずれが生じることを防止できる。
また、１次成形部１１には、電子部品４０およびパワーデバイス５０とバスバー１００との接続部を露出させる窓部１２ａが形成されているため、１次成形部１１に対し、窓部１２ａを介して電子部品４０およびパワーデバイス５０とバスバー１００とを容易に接続できる。また、接続方法として例えば、抵抗溶接等を用いる場合、溶接時における作業性が向上するとともに、１次成形部１１への溶接の熱影響を十分に抑制することができる。
本実施形態のコントローラ１の製造方法は、バスバー１００と一体化され、バスバー１００の一端をコネクタ部１３〜１５内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、電子部品４０を配置する電子部品配置部１６ａ〜１６ｄおよびパワーデバイス５０を配置するパワーデバイス配置部１７を形成する１次成形部１１を形成する１次成形工程Ｓ１０と、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに電子部品４０を配置し、パワーデバイス配置部１７にパワーデバイス５０を配置した状態で、電子部品４０とパワーデバイス５０と１次成形部１１と一体化された２次成形部２１を形成する２次成形工程Ｓ３０と、を有する。
この方法によれば、１次成形部１１に電子部品４０とパワーデバイス５０を配置した後、２次成形部２１により、１次成形部１１、電子部品４０、パワーデバイス５０、ヒートシンク５５をまとめて樹脂で一体化できる。このため、コントローラ１の内部の気密性を向上させることができる。
また、樹脂によって気密性を向上させることで空気より樹脂の方が熱伝導率が高いため、放熱性を向上させることができる。また、電子部品４０およびパワーデバイス５０の固定構造、および電子部品４０およびパワーデバイス５０の各端子の応力緩和構造が不要となり、別途振動対策を行う必要がなくなる。
さらに、電子部品４０がパワーデバイス５０と別体で設けられ、１次成形部１１に電子部品４０をセットする形になるので、仕様に応じて電子部品４０を適宜変更することができるコントローラを、複雑な金型を用いることなく製造できる。したがって、防水性、耐久性に優れ、且つ汎用性を高めることができるコントローラ１を容易に製造できる。
また、１次成形工程Ｓ１０と２次成形工程Ｓ３０との間に、電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに配置された電子部品４０、およびパワーデバイス配置部１７に配置されたパワーデバイス５０をバスバー１００に電気的に接続する接続工程Ｓ２０を有する。
この方法によれば、電子部品４０を１次成形部１１の電子部品配置部１６ａ〜１６ｄに配置し、パワーデバイス５０を１次成形部１１のパワーデバイス配置部１７に配置した状態で、バスバー１００に対して電気的に接続させることができる。これにより、電子部品４０およびパワーデバイス５０の位置ずれを抑制することができる。
［第２実施形態］
（コントローラ）
図９は、第２実施形態のコントローラの２次成形部を透過した斜視図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。なお、図１〜４に示す第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図９および図１０に示すように、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態では、パワーデバイス５０とヒートシンク５５とが不図示の放熱シートを介して接していたが、第２実施形態では、パワーデバイス５０とヒートシンク５５とが２次成形部２２１を介して接している点にある。
より詳しくは、コントローラ２０１の２次成形部２２１は、熱伝導性樹脂により形成されている。熱伝導性樹脂は、高い熱伝導率を有するとともに、高い絶縁性および耐熱性を有することが望ましく、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等を用いることができる。
パワーデバイス５０とヒートシンク５５とは、厚さ方向に離間して配置されている。パワーデバイス５０とヒートシンク５５との隙間部Ｇには、２次成形部２２１を形成する熱伝導性樹脂が配置されている。パワーデバイス５０とヒートシンク５５は、熱伝導性樹脂を介して接している。
このような構成のもと、２次成形部２２１を形成する際、まずパワーデバイス５０をパワーデバイス配置部１７に配置する。次いで、パワーデバイス５０から延出する端子列５１の各端子を、抵抗溶接等により、バスバー１００の各パワーデバイス側端部１０７，１１１ａ，１１２ａ，１２４，１３２にそれぞれ溶接する。また、ヒートシンク５５の接地部５６を締結部材５７により第１パワー用ターミナルバスバー１１１に対して締結固定する。このようにして、パワーデバイス５０とヒートシンク５５とが厚さ方向に離間した状態で、１次成形部１１に一体化される。
次いで、電子部品４０、パワーデバイス５０およびヒートシンク５５と一体化された１次成形部１１をカラー部材２４とともに金型にセットし、金型に熱伝導性樹脂を流し込む。この際、パワーデバイス５０とヒートシンク５５との間には、溶融された熱伝導性樹脂が流れ込み、この熱伝導性樹脂がパワーデバイス５０とヒートシンク５５とに密着する。
この構成によれば、２次成形部２２１が熱伝導性樹脂により形成されているため、２次成形部２２１と一体化された電子部品４０およびパワーデバイス５０において生じた熱を、２次成形部２２１を通じて外部へ効率よく放熱することができる。
また、パワーデバイス５０とヒートシンク５５とが熱伝導性樹脂（２次成形部２２１）を介して接しているため、パワーデバイス５０とヒートシンク５５との間に放熱シートを介在させることなく、パワーデバイス５０において生じた熱をヒートシンク５５に伝熱することができる。このため、図３に示す第１実施形態において、放熱シートをパワーデバイス５０とヒートシンク５５との間に挟み込むために用いられた締結部材５３も不要となる。したがって、簡素な構成で放熱性を向上させることができる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、第１パワー用ターミナルバスバー１１１は、ヒートシンク５５と接続することで接地しているが、これに限定されるものではない。第１パワー用ターミナルバスバー１１１は、例えば取付部２３において外部に露出するカラー部材２４に接続してもよい。そして、カラー部材２４をモータケース等に接続させることにより、カラー部材２４を介して第１パワー用ターミナルバスバー１１１を接地させることができる。
また、上記の実施形態においては、ヒートシンクが放熱フィンを有しているが、これに限らず、例えば放熱フィンを設けずにその面を平坦な面とし、その面を直接モータ等の筐体に当接させることで、筐体を介して放熱させるようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、バスバー１００と電子部品４０およびパワーデバイス５０との接続を抵抗溶接により行ったが、これに限らず、例えばＴＩＧ溶接等のアーク溶接やレーザ溶接等により行ってもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
１，２０１…コントローラ １０…樹脂モールド体（樹脂本体） １１…１次成形部 １２ａ…窓部 １３…第１コネクタ部（コネクタ部） １４…第２コネクタ部（コネクタ部） １５…第３コネクタ部（コネクタ部） １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…電子部品配置部（配置部） １７…パワーデバイス配置部（配置部） ２１，２２１…２次成形部 ２３…取付部 ４０…電子部品 ４１…雑防素子 ４５…平滑コンデンサ ５０…パワーデバイス ５５…ヒートシンク １００…バスバー（ターミナル）

Claims (11)

  1. 樹脂本体の内部に、複数のターミナルと、前記ターミナルに接続する電子部品と、前記ターミナルに接続し、被駆動体に電力を供給するとともに前記被駆動体の駆動を制御するパワーデバイスとが埋設され、外部機器から延びるコネクタが嵌着可能なコネクタ部が一体成形されたコントローラであって、
    前記樹脂本体は、
    樹脂によって前記ターミナルと一体化され、前記ターミナルの一端を前記コネクタ部内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、前記電子部品および前記パワーデバイスの配置部を形成する１次成形部と、
    前記配置部に前記電子部品と前記パワーデバイスとを配置した状態で、前記電子部品と前記パワーデバイスと前記１次成形部と一体化された２次成形部と、
    を有することを特徴とするコントローラ。
  2. 前記２次成形部には、該２次成形部を被取付部材に固定するための取付部が一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
  3. 前記２次成形部は、熱伝導性樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコントローラ。
  4. 前記２次成形部には、ヒートシンクが一体的に設けられ、
    前記パワーデバイスと前記ヒートシンクとが離間して配置され、
    前記パワーデバイスと前記ヒートシンクとが前記熱伝導性樹脂を介して接していることを特徴とする請求項３に記載のコントローラ。
  5. 前記ヒートシンクは、前記ターミナルと電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のコントローラ。
  6. 前記電子部品は、雑防素子および平滑コンデンサの少なくともいずれか一方を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコントローラ。
  7. 前記電子部品は、前記パワーデバイスと同一平面内に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のコントローラ。
  8. 前記配置部は、前記電子部品の少なくとも一部を収容するように形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のコントローラ。
  9. 前記１次成形部には、前記電子部品と前記ターミナルとの接続部を露出させる窓部が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のコントローラ。
  10. 樹脂本体の内部に、複数のターミナルと、前記ターミナルに接続する電子部品と、前記ターミナルに接続し、被駆動体に電力を供給するとともに前記被駆動体の駆動を制御するパワーデバイスとが埋設され、外部機器から延びるコネクタが嵌着可能なコネクタ部が一体成形されたコントローラの製造方法であって、
    樹脂によって前記ターミナルと一体化され、前記ターミナルの一端を前記コネクタ部内に突出するコネクタ端子として機能させるとともに、前記電子部品および前記パワーデバイスの配置部を形成する１次成形部を形成する１次成形工程と、
    前記配置部に前記電子部品と前記パワーデバイスとを配置した状態で、前記電子部品と前記パワーデバイスと前記１次成形部と一体化された２次成形部を形成する２次成形工程と、
    を有することを特徴とするコントローラの製造方法。
  11. 前記１次成形工程と前記２次成形工程との間に、前記配置部に配置された前記電子部品および前記パワーデバイスを前記ターミナルに電気的に接続する接続工程を有することを特徴とする請求項１０に記載のコントローラの製造方法。
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