JP2019088162A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの駆動の制御における冗長性を確保しつつ、モータの回転軸の径方向におけるモータ装置の大型化を抑制できるモータ装置を提供すること。【解決手段】モータ装置１０は、回転軸２３を有するモータ２０と、第１のパワー回路４１ａおよび第１の制御回路４１ｂが実装されている第１の制御基板４１と、第２のパワー回路４２ａおよび第２の制御回路４２ｂが実装されている第２の制御基板４２と、を備えている。各制御基板４１，４２は、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき互いに重なり合う部分を有して配置され、当該重なり合う部分は、モータ２０の回転軸２３の延長線ｍに対して交差している。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されるようなモータ装置が知られている。
例えば、特許文献１には、回転軸を有するモータと、当該モータの駆動を制御する制御基板とが一体的に設けられたモータ装置が開示されている。特許文献１のモータ装置では、モータと、制御基板とがともにハウジングに収容されている。制御基板の一部は、モータの外周面よりもモータの回転軸の径方向外方に突出している。

特開２０１７−１８０５５号公報

モータの駆動の制御における冗長性の確保の目的で、モータの駆動に必要な電力を供給するように動作するパワー回路や、パワー回路の動作を制御する制御回路等、上記制御基板に実装しなければいけない各種回路が増加すると、モータの外周面から回転の径方向外方に突出する制御基板の部位が増加する。この場合、回転軸の径方向においてモータ装置が大型化することとなる。

本発明の目的は、モータの駆動の制御における冗長性を確保しつつ、モータの回転軸の径方向におけるモータ装置の大型化を抑制できるモータ装置を提供することである。

［１］上記目的を達成し得るモータ装置は、モータと、前記モータの駆動に必要な電力を供給するように動作するパワー回路と、前記パワー回路の動作を制御する制御回路とがそれぞれ実装されており、前記モータにおける回転軸の軸線の延長線上で前記回転軸の軸方向に沿って見たときに、互いに重なり合う部分を有して配置されている複数の制御基板と、を備える。前記複数の制御基板の前記互いに重なり合う部分は、前記回転軸の軸線の延長線と交差している。

この構成によれば、複数の制御基板が互いに重なり合うようにし、その重なり合う部分を回転軸の軸線の延長線と交差させるため、回転軸の径方向におけるモータ装置の大型化を抑制することができる。したがって、モータの駆動の制御における冗長性を確保しつつ、モータの回転軸の径方向におけるモータ装置の大型化を抑制することができる。

［２］上記［１］の構成を有するモータ装置において、前記パワー回路の放熱を促すヒートシンクを更に備え、前記複数の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクを挟むように配置される第１の制御基板と第２の制御基板とを含み、前記第１の制御基板の前記パワー回路の発熱素子が実装される当該第１の制御基板の実装面および前記第２の制御基板の前記パワー回路の発熱素子が実装される当該第２の制御基板の実装面が前記ヒートシンクに対してそれぞれ対向していることが好ましい。

この構成によれば、第１の制御基板のパワー回路の発熱素子が実装される当該第１の制御基板の実装面および第２の制御基板のパワー回路の発熱素子が実装される当該第２の制御基板の実装面がいずれもヒートシンクに対向していない構成と比較して、第１および第２の制御基板の各熱素子からヒートシンクに伝わる熱量を増加させやすい。

また、第１の制御基板および第２の制御基板のうち、一方の制御基板におけるパワー回路の発熱素子が実装される実装面がヒートシンクに対向し、他方の制御基板におけるパワー回路の発熱素子が実装される実装面がヒートシンクに対向していない構成と比較して、第１の制御基板の発熱素子からヒートシンクに伝わる熱量と第２の制御基板の発熱素子からヒートシンクに伝わる熱量との差を小さくしやすい。

このため、両制御基板のそれぞれの発熱素子の温度を低下させつつも、両発熱素子の温度差を小さくすることができる。したがって、第１の制御基板および第２の制御基板の各パワー回路、特にそれらの発熱素子の熱抵抗の差が生じることに起因して両制御基板のそれぞれからモータへの給電にずれが生じてしまうこと、すなわちモータのトルク変動が生じることを抑制することができる。

［３］上記［２］の構成を有するモータ装置において、前記第１の制御基板および前記第２の制御基板には、前記発熱素子を含む複数の電子部品がそれぞれ実装され、前記第１の制御基板に実装される前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの前記軸方向におけるそれぞれの距離のうち、前記発熱素子と前記ヒートシンクとの距離が最も短く、前記第２の制御基板に実装される前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの前記軸方向におけるそれぞれの距離のうち、前記発熱素子と前記ヒートシンクとの距離が最も短いことが好ましい。

この構成によれば、発熱素子からヒートシンクに放熱される熱の量が発熱素子以外の電子部品からヒートシンクに放熱される熱の量よりも多くなりやすいため、発熱素子からヒートシンクへの放熱をより効率的に行うことができる。

［４］上記［２］の構成または上記［３］の構成を有するモータ装置において、前記第１の制御基板における前記発熱素子と前記ヒートシンクとの前記軸方向における距離と、前記第２の制御基板における前記発熱素子と前記ヒートシンクとの前記軸方向における距離とが等しくされていることが好ましい。

この構成によれば、第１の制御基板の発熱素子からヒートシンクに放熱される熱の量と、第２の制御基板の発熱素子からヒートシンクに放熱される熱の量とに差が生じにくい。このため、第１の制御基板の発熱素子の温度と、第２の制御基板の発熱素子の温度との間の温度差をより小さくすることができる。

［５］上記［２］〜［４］のいずれか１つの構成を有するモータ装置において、前記第１の制御基板において前記パワー回路が実装される領域と前記第２の制御基板において前記パワー回路が実装される領域とは、前記回転軸の軸線の延長線上で前記軸方向に沿って見たときに重なり合わないことが好ましい。

［６］上記［２］〜［５］のいずれか１つの構成を有するモータ装置において、前記第１の制御基板において前記パワー回路が実装される領域と前記第２の制御基板において前記パワー回路が実装される領域とは、前記回転軸の軸線の延長線上で前記軸方向に沿って見たときに前記回転軸の軸心について点対称の位置にあることが好ましい。

上記［５］、［６］の構成によれば、ヒートシンクにおいて、第１の制御基板のパワー回路から熱が伝わる部位と第２の制御基板のパワー回路から熱が伝わる部位とが回転軸の径方向において異なることとなるため、ヒートシンクの放熱効率をより向上させることができる。

［７］上記［２］〜［６］のいずれか１つの構成を有するモータ装置において、第１の断熱層および第２の断熱層を備え、前記第１の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクと前記第１の断熱層との間に挟まれるように配置され、前記第２の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクと前記第２の断熱層との間に挟まれるように配置されることが好ましい。

この構成によれば、断熱層が設けられることにより、各制御基板の各パワー回路から発生する熱の多くは、ヒートシンクに伝達されるようになる。そのため、各制御基板から発生する熱の伝達される方向をヒートシンクに向かう方向とするように構成されるため、各制御基板の各発熱素子の温度差を小さくするために考慮するべき条件を簡略化することができる。

本発明のモータ装置によれば、モータの駆動の制御における冗長性を確保しつつ、モータの回転軸の径方向におけるモータ装置の大型化を抑制できる。

一実施形態におけるモータ装置の分解斜視図。 モータ装置の制御部近傍における拡大斜視図。 一実施形態におけるモータ装置を回転軸の軸線に沿って切断したときの断面図。

以下、モータ装置の一実施形態を説明する。このモータ装置は、車両の電動パワーステアリング装置に搭載されるものであり、運転者のステアリング操作を補助するためのトルクを発生させるものである。

図１に示すように、モータ装置１０は、回転軸２３を有するモータ２０と、ハウジング３０と、制御部４０と、コネクタ５０とを備えている。モータ装置１０は、各構成を回転軸２３の軸方向に組み付けることにより構成される。

以下の説明において、「軸方向」は回転軸２３の軸方向を意味し、「径方向」は「軸方向」に直交する方向を意味し、「周方向」は回転軸２３の軸線を中心に回転軸２３が回転する方向を意味する。

ハウジング３０は、モータ２０を収容する有底筒状のモータハウジング３１と、モータハウジング３１の開口部を覆う円板状のロータハウジング３２と、ロータハウジング３２との間で制御部４０およびコネクタ５０を収容する円筒状のカバー３３とを有している。

モータ２０には、三相ブラシレスモータが採用される。モータ２０は、円筒状のステータ２１と、ステータ２１の内周側に設けられる円筒状のロータ２２と、ロータ２２の内周側に一体回転可能に設けられている回転軸２３と、回転軸２３のロータハウジング３２側の第１の端部２３ａに一体回転可能に設けられている円板状の磁石２４とを有している。ロータ２２は、その外周面に沿ってＮ極およびＳ極の磁極を交互に有する多極構造をなしている。

ステータ２１は、モータハウジング３１の内周面に固定されている。ステータ２１には、三相に対応する３本を１組とした第１のバスバー２１１または第２のバスバー２１２に接続されるモータコイルがそれぞれ巻装されている。第１のバスバー２１１および第２のバスバー２１２は、それぞれ回転軸２３の軸線の延長線ｍを挟んで反対側に設けられている。第１のバスバー２１１および第２のバスバー２１２は、モータハウジング３１の内部側からロータハウジング３２を貫通し、回転軸２３の軸線の延長線ｍに沿ってカバー３３に向けて延出している。また、ロータハウジング３２のカバー３３側の一端面３２ａには、３つの第１の円筒支持部３２ｃが設けられている。３つの第１の円筒支持部３２ｃは、一端面３２ａの外周縁に不等間隔で設けられている。具体的には、３つの第１の円筒支持部３２ｃのうち２つは、第２のバスバー２１２を周方向において挟むように設けられている。３つの第１の円筒支持部３２ｃのうち残りの１つは、第１のバスバー２１１に隣り合うように設けられている。なお、モータコイルは、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の三相を１組とした２系統のモータコイルが採用されている。第１のバスバー２１１は、２系統のモータコイルのうち一方に接続され、第２のバスバー２１２は、２系統のモータコイルのうち他方に接続される。

磁石２４は、ロータハウジング３２の中央に設けられた貫通孔３２ｂの内部に位置している。磁石２４の外径は、貫通孔３２ｂの内径よりも小さく設定されている。そのため、回転軸２３の回転に応じて磁石２４は貫通孔３２ｂの内部で回転可能である。なお、磁石２４は、モータ２０の回転角の検出に必要な磁力の発生源となる。回転軸２３の軸方向において、後述する第１の制御基板４１には、磁石２４と対向するように一対の磁気センサ４１１，４１２が設けられている。一対の磁気センサ４１１，４１２により、モータ２０の回転軸２３の回転に伴う磁石２４の磁力の変化が検出される。

モータ２０では、一対の磁気センサ４１１，４１２の検出結果を用いて演算される回転角に応じた三相の駆動電力がモータコイルに供給されることにより回転磁界が発生する。それに伴い、ロータ２２は、モータ２０のモータコイルに発生する回転磁界とロータ２２の各磁極との関係に基づき回転する。

次に制御部４０の構成について説明する。
図２に示すように、制御部４０は、モータ装置１０を構成する部品の放熱を促す機能を有するヒートシンク４５と、軸方向においてヒートシンク４５を挟むように設けられる第１の制御基板４１および第２の制御基板４２と、各制御基板４１，４２をそれぞれ電気的に接続する中継端子部材４９とを有している。

ヒートシンク４５は、長方板状をなしている。ヒートシンク４５の四隅のうち３箇所には、その板厚方向に沿って延びる第２の円筒支持部４６が設けられている。
第２の円筒支持部４６は、コネクタ５０側に延びる延出部４６ａと、モータハウジング３１側に延びる延出部４６ｂとを有している。第２の円筒支持部４６の延出部４６ａのヒートシンク４５の一端面４５ａを基準とする長さＬ１（図３参照）は、第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂのヒートシンク４５の他端面４５ｂを基準とする長さＬ２（図３参照）よりも長く設定されている。

ヒートシンク４５には、第２の円筒支持部４６に隣接するかたちで固定突部４７が設けられている。固定突部４７は、軸方向においてロータハウジング３２の３つの第１の円筒支持部３２ｃに対応する位置に設けられている。固定突部４７は、ヒートシンク４５の一端面４５ａから第２の制御基板４２に向けて突出するとともに、径方向にも突出している。固定突部４７の軸方向における長さＴは、第２の円筒支持部４６の延出部４６ａの長さＬ１よりも小さく設定されている（図３参照）。固定突部４７には、軸方向に延びる貫通孔４７ａが設けられている。また、ヒートシンク４５の一端面４５ａにおける四隅のうち３箇所には、ボス等の固定部４８が設けられている。

図３に示すように、固定部４８におけるヒートシンク４５の一端面４５ａを基準とする長さＬ３は、第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂの長さＬ２と同じであり、且つ固定突部４７の長さＴよりも小さく設定されている。なお、ヒートシンク４５の板厚方向は、軸方向と一致している。

図２に示すように、第１の制御基板４１は、円板状をなしている。第１の制御基板４１は、軸方向においてロータハウジング３２とヒートシンク４５との間に設けられている。第１の制御基板４１には、第１のバスバー２１１に接続されるモータコイルを通じてモータ２０の駆動を制御する回路が実装されている。具体的には、第１の制御基板４１には、モータ２０の駆動に必要な電力を供給するように動作する第１のパワー回路４１ａと、第１のパワー回路４１ａの動作を制御する第１の制御回路４１ｂとが実装されている。

また、第２の制御基板４２は、円板状をなしている。第２の制御基板４２は、軸方向においてヒートシンク４５とコネクタ５０との間に設けられている。第２の制御基板４２には、第２のバスバー２１２に接続されるモータコイルを通じてモータ２０の駆動を制御する回路が実装されている。具体的には、第２の制御基板４２は、モータ２０の駆動に必要な電力を供給するように動作する第２のパワー回路４２ａと、第２のパワー回路４２ａの動作を制御する第２の制御回路４２ｂとが実装されている。

各パワー回路４１ａ，４２ａは、発熱素子としての複数のトランジスタＴｒや、これらトランジスタＴｒへの電力の供給を安定化するためのコンデンサＣｄを含む複数の電子部品で構成されている。各制御回路４１ｂ，４２ｂは、複数の集積回路Ｃｐを含む複数の電子部品で構成されている。軸方向においてヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂに対向している各制御基板４１，４２の実装面Ｓｐｂには、複数のトランジスタＴｒが実装されている。制御基板４１，４２において実装面Ｓｐｂと反対側の実装面Ｓｐａには、コンデンサＣｄおよび集積回路Ｃｐ等のトランジスタＴｒ以外の電子部品が実装されている。なお、第１の制御基板４１における実装面Ｓｐａの中央部分には、一対の磁気センサ４１１，４１２が設けられている。

２つの制御基板４１，４２は、基本的に同じ構成を有している。そのため、何れか一方の制御基板に異常があったり、何れか一方のモータコイルに異常があったりする場合であっても、残りの正常な制御基板が制御対象とするモータコイルを通じてモータ２０の駆動を継続することができるように構成されている。すなわち、モータ装置１０は、モータ２０の駆動の制御における冗長性が確保されている。

図３に示すように、各制御基板４１，４２は、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき、互いに重なり合う部分Ｏｒを有して配置されている。さらに、各制御基板４１，４２は、それらが重なり合う部分Ｏｒが延長線ｍに交差している。

また、各制御基板４１，４２が軸方向においてヒートシンク４５を挟むように配置された状態において、各制御基板４１，４２の板厚方向は、軸方向と一致している。すなわち、各制御基板４１，４２は、それぞれの実装面Ｓｐｂをヒートシンク４５に対向させた状態で、各実装面Ｓｐａ，Ｓｐｂが平行となるように設けられている。

図２に示すように、各パワー回路４１ａ，４２ａは、各制御基板４１，４２において延長線ｍから離間した外周縁側に寄った領域Ａ，Ｂに設けられている。各制御回路４１ｂ，４２ｂは、各制御基板４１，４２における各パワー回路４１ａ，４２ａが実装されている領域Ａ，Ｂと同じ位置に設けられている。

各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａの実装されている領域Ａ，Ｂは、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき、軸方向において重なり合わないように配置されている。具体的には、各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａが設けられている領域Ａ，Ｂは、回転軸２３の軸心について点対称となるように設けられている。すなわち、各制御基板４１，４２の間で、各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成するトランジスタＴｒ、コンデンサＣｄ、集積回路Ｃｐ等の電子部品の配置は、回転軸２３の径方向において対称性を有している（図２参照）。なお、一対の磁気センサ４１１，４１２は、それぞれ回転軸２３の軸心について点対称な位置に配置され、径方向において対称性を有している。

第１の制御基板４１の外周縁には、軸方向においてロータハウジング３２の第１の円筒支持部３２ｃに対応する位置に第１の切り欠き部４１ｄが設けられている。第１の切り欠き部４１ｄは、第１の制御基板４１の一部分を切り欠くことにより形成されている。第１の切り欠き部４１ｄの形状は、第１の円筒支持部３２ｃの外形に対応する形状を有している。第１の制御基板４１は、３つの第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂに対して３つのビス等の固定具８１により固定される。このとき、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａの外周縁は、第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂに対して当接する。

また、第２の制御基板４２の外周縁には、軸方向においてヒートシンク４５の第２の円筒支持部４６および固定突部４７に対応する位置に第２の切り欠き部４２ｄが設けられている。第２の切り欠き部４２ｄは、第２の制御基板４２の一部分を切り欠くことにより形成されている。第２の切り欠き部４２ｄの形状は、第２の円筒支持部４６および固定突部４７の回転軸２３の径方向内側における外形に対応する形状を有している。第２の制御基板４２は、ヒートシンク４５における３つの固定部４８に対して３つのビス等の固定具８２により固定される。このとき、第２の制御基板４２の切り欠き部４２ｄには、ヒートシンク４５の第２の円筒支持部４６および固定突部４７の回転軸２３の径方向内側の外形部分が嵌合される。また、第２の制御基板４２は、固定部４８に対して当接する。

図３に示すように、各制御基板４１，４２の実装面Ｓｐｂに実装されているトランジスタＴｒは、ヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂに対して隙間を持って設けられている。すなわち、第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂの長さＬ２、および固定部４８の軸方向における長さＬ３は、各制御基板４１，４２をヒートシンク４５に組み付けたとき、トランジスタＴｒがヒートシンク４５に接触しないように設定されている。このとき、各制御基板４１，４２に実装される各パワー回路４１ａ，４１ｂおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成する複数の電子部品とヒートシンク４５との間の軸方向におけるそれぞれの距離を比較する。具体的には、各パワー回路４１ａ，４２ａと各制御回路４１ｂ，４２ｂとを構成する複数の電子部品とヒートシンク４５との軸方向におけるそれぞれの距離のうち、各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐｂに実装されているトランジスタＴｒとヒートシンク４５との距離Ｄ１は、各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐａに実装されるトランジスタＴｒを除く電子部品とヒートシンク４５との間の距離Ｄ２とを比較すると、トランジスタＴｒとヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂとの軸方向における距離Ｄ１が最も短い状態である。また、第１の制御基板４１の実装面ＳｐｂにおけるトランジスタＴｒとヒートシンク４５との軸方向における距離Ｄ１と、第２の制御基板４２の実装面ＳｐｂにおけるトランジスタＴｒとヒートシンク４５との軸方向における距離Ｄ１とは等しくされている。これは、ヒートシンク４５の固定部４８の長さＬ３と、第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂの長さＬ２とが同じだからである。なお、トランジスタＴｒとヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂとの隙間には、放熱グリスＧｒが充填されている。これにより、トランジスタＴｒから発生する熱は、放熱グリスＧｒを経由する放熱経路を通じてヒートシンク４５へと伝達される。

図２に示すように、中継端子部材４９は、各制御基板４１，４２を互いに電気的に接続することにより、各制御基板４１，４２の間での情報を共有する通信回路の一部として機能する。この情報としては、例えば、各制御基板４１，４２に実装されている集積回路Ｃｐ間の動作を同期させるための信号や、第２の制御基板４２に設けられた一対の磁気センサ４１１，４１２からの磁気信号である。中継端子部材４９は、軸方向において各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐｂの外周縁に挟まれるかたちで設けられている。中継端子部材４９は、各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐｂの間において、各制御基板４１，４２のそれぞれとの電気的な接続を可能とする複数本を１組とした２組の接続端子４９ａ，４９ｂを有している。接続端子４９ａは、第１の制御基板４１に設けられた複数の端子孔４１ｃにそれぞれ挿入されて半田で接合される。これにより、中継端子部材４９と、第１の制御基板４１の第１の制御回路４１ｂとが電気的に接続される。また、接続端子４９ｂは、第２の制御基板４２に設けられた複数の端子孔４２ｃにそれぞれ挿入されて半田で接合される。これにより、中継端子部材４９と、第２の制御基板４２の第２の制御回路４２ｂとが電気的に接続される。

図３に示すように、各制御基板４１，４２と、ヒートシンク４５と、中継端子部材４９（図２参照）とを組み付けた状態で制御部４０が完成する。この状態で、制御部４０は、モータ２０の第１のバスバー２１１および第２のバスバー２１２に電気的に接続される。具体的には、第１のバスバー２１１は、第１の制御基板４１に設けられる複数の端子孔４１ｆ（図２参照）に挿入されて半田により接合されている。第２のバスバー２１２は、第２の制御基板４２に設けられる複数の端子孔４２ｆ（図２参照）に挿入されて半田により接合されている。これにより、モータ２０と制御部４０とが電気的に接続されている。

図２に示すように、モータ２０と制御部４０とを電気的に接続する場合、ロータハウジング３２の第１の円筒支持部３２ｃは、第１の制御基板４１の第１の切り欠き部４１ｄに挿通され、ヒートシンク４５の固定突部４７に当接させられる。その後、ビス等の固定具８３を固定突部４７の貫通孔４７ａおよび第１の円筒支持部３２ｃの円筒穴に挿通させることでヒートシンク４５がロータハウジング３２に固定、ひいては制御部４０がロータハウジング３２に対して固定される。このとき、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａに設けられているコンデンサＣｄは、軸方向においてロータハウジング３２の一端面３２ａに対して当接しない（図３参照）。

コネクタ５０は、軸方向においてロータハウジング３２と反対側に設けられている。コネクタ５０は、バッテリや外部機器等に対して各制御基板４１，４２を電気的に接続する機能を有している。コネクタ５０は、ロータハウジング３２の第１の円筒支持部３２ｃに対して固定するための板状のベース部５１と、ベース部５１の一端面５１ａから軸方向においてロータハウジング３２と反対側に延びる複数の有底筒状の接続部５２と、ベース部５１の外周に設けられる３箇所の締結部５３と、接続部５２の内部とベース部５１の他端面５１ｂに突出するとともに複数本を１組とする２組の接続端子５４（図３参照）および接続端子５５とを有している。

締結部５３は、第２の円筒支持部４６の延出部４６ａに対応する位置に設けられている。締結部５３は、その厚みを貫通する貫通孔５３ａが設けられている。コネクタ５０は、締結部５３の貫通孔５３ａおよび第２の円筒支持部４６の延出部４６ａにおける円筒穴に３つのビス等の固定具８４を挿通させることによりヒートシンク４５に対して固定される。

図３に示すように、コネクタ５０が第２の円筒支持部４６の延出部４６ａに固定された状態において、コネクタ５０のベース部５１の他端面５１ｂは、第２の制御基板４２の実装面Ｓｐａに設けられたコンデンサＣｄに当接していない。

図２に示すように、接続端子５５は、ベース部５１の他端面５１ｂから軸方向に沿ってモータハウジング３１側に延出している。接続端子５５は、第１の制御基板４１に設けられた複数の端子孔４１ｅにそれぞれ挿入されて半田で接合される。すなわち、コネクタ５０と、第１の制御基板４１の第１のパワー回路４１ａおよび第１の制御回路４１ｂとが電気的に接続される。

図３に示すように、コネクタ５０の接続端子５４は、ベース部５１の他端面５１ｂから軸方向に沿ってモータハウジング３１側に延出している。接続端子５４は、第２の制御基板４２に設けられた複数の端子孔４２ｅ（図２参照）にそれぞれ挿入されて半田で接合される。すなわち、コネクタ５０と、第２の制御基板４２の第２のパワー回路４２ａおよび第２の制御回路４２ｂとが電気的に接続される。コネクタ５０の接続部５２は、軸方向においてカバー３３の頂部に設けられた挿通孔３３ａからモータハウジング３１と反対側の外部に露出している。

モータ装置１０が組み付けられた状態において、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａからロータハウジング３２の一端面３２ａまでの軸方向における距離Ｄ３と、第２の制御基板４２の実装面Ｓｐａからコネクタ５０の他端面５１ｂまでの距離Ｄ４とは同じに設定される。すなわち、第１の制御基板４１とロータハウジング３２との間、および第２の制御基板４２とコネクタ５０との間には、軸方向において厚みが等しい第１の断熱層としての空気層Ｓ１および第２の断熱層としての空気層Ｓ２がそれぞれ形成される。換言すると、第１の制御基板４１および第２の制御基板４２は、軸方向においてヒートシンク４５と空気層Ｓ１，Ｓ２とにより挟まれるように配置されている。

こうした空気層Ｓ１，Ｓ２を設けるために、ロータハウジング３２の第１の円筒支持部３２ｃにおける一端面３２ａからの長さＬ４（図２参照）と、第２の円筒支持部４６の延出部４６ａの長さＬ１は、以下のように設定されている。すなわち、上記長さＬ４は、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａに実装されるコンデンサＣｄがロータハウジング３２の一端面３２ａと接触しないように設定されている。一方、上記長さＬ１は、第２の制御基板４２の実装面Ｓｐａに実装されるコンデンサＣｄがコネクタ５０の他端面５１ｂと接触しないように設定されている。

空気層Ｓ１，Ｓ２が設けられることにより、各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａから発生する熱は、ロータハウジング３２およびコネクタ５０に伝達し難くなる一方で、その多くがヒートシンク４５に伝達されるようになる。なお、空気層Ｓ１，Ｓ２の厚さに相当する距離Ｄ３，Ｄ４がそれぞれ同じ大きさに設定されるのは、第１の制御基板４１のトランジスタＴｒの温度と、第２の制御基板４２のトランジスタＴｒの温度との間の温度差を小さくするためである。

以下、本実施の形態のモータ装置１０における作用効果を説明する。
（１）各制御基板４１，４２が互いに重なり合うようにし、その重なり合う部分Ｏｒを回転軸２３の軸線の延長線ｍと交差させるため、回転軸２３の径方向におけるモータ装置１０の大型化を抑制することができる。したがって、モータ２０の駆動の制御における冗長性を確保しつつ、モータ２０の回転軸２３の径方向におけるモータ装置１０の大型化を抑制することができる。

（２）各パワー回路４１ａ，４２ａの複数のトランジスタＴｒの実装される各制御基板４１，４２の実装面Ｓｐｂがヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂに対向している。

そのため、第１の制御基板４１のパワー回路４１ａのトランジスタＴｒが実装される第１の制御基板４１の実装面Ｓｐｂおよび第２の制御基板４２のパワー回路４２ａのトランジスタＴｒが実装される第２の制御基板４２の実装面Ｓｐｂがいずれもヒートシンク４５に対向していない構成と比較して、各制御基板４１，４２の各トランジスタＴｒからヒートシンク４５に伝わる熱量を増加させやすい。

また、第１の制御基板４１および第２の制御基板４２のうち、一方の制御基板におけるパワー回路のトランジスタＴｒが実装される実装面Ｓｐｂがヒートシンク４５に対向し、他方の制御基板におけるパワー回路のトランジスタＴｒが実装される実装面Ｓｐｂがヒートシンク４５に対向していない構成と比較して、第１の制御基板４１のトランジスタＴｒからヒートシンク４５に伝わる熱量と第２の制御基板４２のトランジスタＴｒからヒートシンク４５に伝わる熱量との差を小さくしやすい。

このため、両制御基板４１，４２のそれぞれのトランジスタＴｒの温度を低下させつつも、両発熱素子の温度差を小さくすることができる。したがって、第１の制御基板４１および第２の制御基板４２の各パワー回路４１ａ，４２ａ、特にそれらのトランジスタＴｒの熱抵抗の差が生じることに起因して両制御基板４１，４２のそれぞれからモータ２０への給電にずれが生じてしまうこと、すなわちモータ２０のトルク変動が生じることを抑制することができる。

（３）各制御基板４１，４２に実装される各パワー回路４１ａ，４２ａと各制御回路４１ｂ，４２ｂとを構成する複数の電子部品のうち各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐｂに実装されているトランジスタＴｒとヒートシンク４５の一端面４５ａおよび他端面４５ｂとの距離Ｄ１が最も短い状態である。

そのため、トランジスタＴｒからヒートシンク４５に放熱される熱の量がトランジスタＴｒ以外の電子部品からヒートシンク４５に放熱される熱の量よりも多くなりやすいため、トランジスタＴｒからヒートシンク４５への放熱をより効率的に行うことができる。

（４）第１の制御基板４１の実装面Ｓｐｂに設けられているトランジスタＴｒとヒートシンク４５との距離Ｄ１と、第２の制御基板４２の実装面Ｓｐｂに設けられているトランジスタＴｒとヒートシンク４５との距離Ｄ１とは等しくされている。

そのため、第１の制御基板４１のトランジスタＴｒからヒートシンク４５に放熱される熱の量と、第２の制御基板４２のトランジスタＴｒからヒートシンク４５に放熱される熱の量とに差が生じにくい。このため、第１の制御基板４１のトランジスタＴｒの温度と、第２の制御基板４２のトランジスタＴｒの温度との間の温度差をより小さくすることができる。

（５）各制御基板４１，４２は、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき各パワー回路４１ａ，４２ａの実装されている領域Ａ，Ｂを軸方向において重なり合わないように配置されている。具体的には、各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａが設けられている領域Ａ，Ｂは、回転軸２３の延長線ｍについて点対称となるように設けられている。

そのため、ヒートシンク４５において、第１の制御基板４１のパワー回路４１ａから熱が伝わる部位と第２の制御基板４２のパワー回路４２ａから熱が伝わる部位とが回転軸２３の径方向において異なることとなるため、ヒートシンク４５の放熱効率をより向上させることができる。

（６）空気層Ｓ１，Ｓ２が設けられることにより、各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａから発生する熱の多くは、ヒートシンク４５に伝達されるようになる。そのため、各制御基板４１，４２から発生する熱の伝達される方向をヒートシンク４５に向かう方向とするように構成されるため、各制御基板４１，４２のトランジスタＴｒの温度差を小さくするために考慮するべき条件を簡略化することができる。

（７）第１の制御基板４１の第１の切り欠き部４１ｄにロータハウジング３２の第１の円筒支持部３２ｃが嵌合され、第２の制御基板４２の第２の切り欠き部４２ｄにヒートシンク４５の第２の円筒支持部４６および固定突部４７が嵌合される。そのため、各制御基板４１，４２を第２の円筒支持部４６の延出部４６ｂおよび固定部４８に固定具８１，８２により固定するための位置決めを実施することができる。

また、第１の制御基板４１は第１の円筒支持部３２ｃにより、第２の制御基板４２は第２の円筒支持部４６および固定突部４７により、その周方向における相対回転が抑制されている。そのため、各制御基板４１，４２に実装される各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを含む複数の電子部品の対称性を担保することができる。

（８）例えば、２つの制御基板の一方に各パワー回路４１ａ，４２ａを、他方に各制御回路４１ｂ，４２ｂを配置した場合を考える。この場合、第１のパワー回路４１ａおよび第１の制御回路４１ｂ、第２のパワー回路４２ａおよび第２の制御回路４２ｂのそれぞれを接続するため多数の接続端子が必要になり、各制御基板の接続が煩雑になってしまうおそれがある。

その点、モータ装置１０では、第１の制御基板４１には、第１のパワー回路４１ａおよび第１の制御回路４１ｂが実装され、第２の制御基板４２には、第２のパワー回路４２ａおよび第２の制御回路４２ｂが実装されている。すなわち、パワー回路と制御回路とを分けずに制御基板に実装している。このように構成することで、各制御基板４１，４２を互いに接続する構成を中継端子部材４９だけに集約することができるため、各制御基板４１，４２の接続が簡素化でき、モータ装置１０の生産性を向上させることができる。また、各制御基板４１，４２を接続する接続端子の数量も少なくすることができるため、モータ装置１０の製造コストも低減させることができる。

なお、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・空気層Ｓ１，Ｓ２は同じ厚みを有していたが、例えば、同じ厚みでなくてもよい。この場合、軸方向において各制御基板４１，４２からロータハウジング３２およびコネクタ５０までの距離が十分に離れており、各制御基板４１，４２からロータハウジング３２およびコネクタ５０にまで各パワー回路４１ａ，４２ａに発生する熱が伝達されない、また熱が伝達されたとしても各制御基板４１，４２の各トランジスタＴｒの温度差が出ない程度であれば、空気層Ｓ１，Ｓ２の厚みは適宜変更してもよい。

・また、空気層Ｓ１，Ｓ２から別部材で構成された断熱層に代替してもよい。その他、空気層Ｓ１，Ｓ２のいずれか一方だけを別部材で構成された断熱層に代替してもよい。どのような断熱層を設けたとしても、各制御基板４１，４２の各トランジスタＴｒの温度差が可能な限り小さくなるように設定されていれば、どのように構成してもよい。

・各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａにおけるトランジスタＴｒとヒートシンク４５との距離Ｄ１が互いに等しく設定されているが、各制御基板４１，４２の各トランジスタＴｒの温度差が可能な限り小さくなるように断熱層を設定する等の対策が実施されていればこの限りではない。

・各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成する複数の電子部品が、回転軸２３の軸心について点対称に設けられていたが、これに限らない。例えば、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき、各パワー回路４１ａ，４２ａのそれぞれの領域Ａ，Ｂが重なり合わないように設けられていればどのような位置に設けられていてもよい。また、回転軸２３の軸線の延長線ｍ上で軸方向に沿って見たとき、各制御基板４１，４２における各パワー回路４１ａ，４２ａのそれぞれが重なっていてもよい。このとき、ヒートシンク４５の板厚を厚くするなどして、ヒートシンク４５の放熱性能が十分に機能していればよい。

・また、各制御基板４１，４２は、同じ構成を有していなくてもよい。すなわち、制御基板４１，４２の間で各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを含む電子部品の種類が異なるように設定してもよいし、電子部品の配置が異なっていてもよい。これに伴い、各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成する複数の電子部品は、各制御基板４１，４２の各実装面Ｓｐａ，Ｓｐｂの一方側のみに集約して実装されていてもよい。ただし、複数の電子部品、特にトランジスタＴｒ等の発熱素子から生じる熱を放熱できるように可能な限りヒートシンク４５と各制御基板４１，４２を近接させる。

・各制御基板４１，４２に実装される電子部品のうち各パワー回路４１ａ，４２ａにおけるトランジスタＴｒとヒートシンク４５との距離Ｄ１が最も短くなっているが、例えば、各パワー回路４１ａ，４２ａを構成する電子部品の一つであるシャント抵抗を発熱素子として、当該シャント抵抗とヒートシンク４５との距離を最も短くしてもよい。すなわち、各制御基板４１，４２に実装される各パワー回路４１ａ，４２ａおよび各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成する複数の電子部品とヒートシンク４５との軸方向のおけるそれぞれの距離のうち各パワー回路４１ａ，４２ａの発熱素子とヒートシンク４５との距離が最も短く設定されていればよい。

・また、各制御基板４１，４２の各パワー回路４１ａ，４２ａの発熱素子とヒートシンク４５との距離が最も小さくなくてもよい。各制御回路４１ｂ，４２ｂを構成する集積回路Ｃｐを最もヒートシンク４５に近接させた状態にしてもよい。

・各パワー回路４１ａ，４２ａを構成するトランジスタＴｒとヒートシンク４５との間には、放熱グリスＧｒが設けられていたが、例えば、シート状の放熱シートに代替してもよい。

・ヒートシンク４５は長方板状をなしていたが、これに限らず、軸方向において各制御基板４１，４２の間に設けることができるのであれば、どのような形状を有していてもよい。

・また、ヒートシンク４５に替えて送風機による冷却構造を用いてもよい。この変更に伴い、放熱グリスＧｒまたは放熱シートは割愛し、送風機には、各制御基板４１，４２を固定するための構成を新たに設ける。また、ヒートシンク４５または送風機を割愛してもよい。

・各制御基板４１，４２は、円板状をなしていたが、例えば、ハウジング３０に収容可能であれば、どのような形状であってもよい。
・各制御基板４１，４２は、回転軸２３の径方向に沿って平行をなしていたが、これに限らない。例えば、各制御基板４１，４２を延長線ｍに対して若干傾斜させるように設けてもよい。この場合であっても、各制御基板４１，４２の互いに重なり合う部分Ｏｒが回転軸２３の延長線ｍに対して交差するように設けられていれば、モータ装置１０における回転軸２３の径方向への大型化を抑制することができる。

・また、モータ２０の駆動の制御における冗長性を確保する場合、２系統のモータコイルに対して各制御基板４１，４２を有するようにしたが、３系統以上のモータコイルに対して３系統以上の制御基板を有するようにしてもよい。

・一対の磁気センサ４１１，４１２は、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａに設けられていたが、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐｂに設けてもよい。この場合、一対の磁気センサ４１１，４１２がヒートシンク４５の他端面４５ｂに当接しないようにする。さらに、一対の磁気センサ４１１，４１２を第２の制御基板４２に実装してもよい。ただし、モータ２０の回転角検出の精度を考慮すると、第１の制御基板４１の実装面Ｓｐａに設けられることが好ましい。なお、各磁気センサ４１１，４１２は、ホールＩＣ等を用いたセンサであってもよい。

・また、モータ２０の回転角の検出には、レゾルバを用いるようにしてもよい。この場合、レゾルバと各制御基板４１，４２とを接続端子等で電気的に接続する。また、各制御基板４１，４２の間に設けられている中継端子部材４９の接続端子４９ａ，４９ｂにおける磁気センサ４１１，４１２の磁気信号を伝達する役割を有する端子を割愛し、中継端子部材４９の構成をより小型化させる。

・モータ装置１０は、電動パワーステアリング装置に搭載するモータ装置に限らず、車両の車輪を駆動させる駆動装置に搭載するモータ装置にも適用できる。

１０…モータ装置、２０…モータ、２３…回転軸、３０…ハウジング、３１…モータハウジング、３２…ロータハウジング、３３…カバー、４１…第１の制御基板、４２…第２の制御基板、４１ａ…第１のパワー回路、４２ａ…第２のパワー回路、４１ｂ…第１の制御回路、４２ｂ…第２の制御回路、４５…ヒートシンク、ｍ…延長線、Ｓｐｂ…実装面、Ｄ１，Ｄ２…距離、Ｓ１，Ｓ２…空気層、Ｏｒ…重なり合う部分、Ａ，Ｂ…領域。

Claims (7)

1. モータと、
   前記モータの駆動に必要な電力を供給するように動作するパワー回路と、前記パワー回路の動作を制御する制御回路とがそれぞれ実装されており、前記モータにおける回転軸の軸線の延長線上で前記回転軸の軸方向に沿って見たときに、互いに重なり合う部分を有して配置されている複数の制御基板と、を備え、
   前記複数の制御基板の前記互いに重なり合う部分は、前記回転軸の軸線の延長線と交差している
   モータ装置。
2. 前記パワー回路の放熱を促すヒートシンクを更に備え、
   前記複数の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクを挟むように配置される第１の制御基板と第２の制御基板とを含み、
   前記第１の制御基板の前記パワー回路の発熱素子が実装される当該第１の制御基板の実装面および前記第２の制御基板の前記パワー回路の発熱素子が実装される当該第２の制御基板の実装面が前記ヒートシンクに対してそれぞれ対向している
   請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記第１の制御基板および前記第２の制御基板には、前記発熱素子を含む複数の電子部品がそれぞれ実装され、
   前記第１の制御基板に実装される前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの前記軸方向におけるそれぞれの距離のうち、前記発熱素子と前記ヒートシンクとの距離が最も短く、
   前記第２の制御基板に実装される前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの前記軸方向におけるそれぞれの距離のうち、前記発熱素子と前記ヒートシンクとの距離が最も短い
   請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記第１の制御基板における前記発熱素子と前記ヒートシンクとの前記軸方向における距離と、前記第２の制御基板における前記発熱素子と前記ヒートシンクとの前記軸方向における距離とが等しくされている
   請求項２または請求項３に記載のモータ装置。
5. 前記第１の制御基板において前記パワー回路が実装される領域と前記第２の制御基板において前記パワー回路が実装される領域とは、前記回転軸の軸線の延長線上で前記軸方向に沿って見たときに重なり合わない
   請求項２〜４のいずれか一項に記載のモータ装置。
6. 前記第１の制御基板において前記パワー回路が実装される領域と前記第２の制御基板において前記パワー回路が実装される領域とは、前記回転軸の軸線の延長線上で前記軸方向に沿って見たときに前記回転軸の軸心について点対称の位置にある
   請求項２〜５のいずれか一項に記載のモータ装置。
7. 第１の断熱層および第２の断熱層を備え、
   前記第１の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクと前記第１の断熱層との間に挟まれるように配置され、
   前記第２の制御基板は、前記回転軸の前記軸方向において前記ヒートシンクと前記第２の断熱層との間に挟まれるように配置される
   請求項２〜６のいずれか一項に記載のモータ装置。