JP2020167918A - 回路基板、及び電動オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を防止することができる制御基板を備える電動オイルポンプを提供する。【解決手段】基板内の回路を保護する逆接続保護回路１０３を有する制御基板を備える電動オイルポンプであって、逆接続保護回路１０３のＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、外部電源の出力電圧が定格よりも大きい所定値以上になった場合に、第１基板配線１２７から第２基板配線１２４に向けて電流を流すバイパス回路１１５とを備え、前記所定値が、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である、電動オイルポンプ。【選択図】図９

Description

本発明は、回路基板、及び電動オイルポンプに関する。

従来、基板と、直流の外部電源を入力するための正極端子、及びＧＮＤ端子と、前記正極端子、及び前記ＧＮＤ端子に対する前記外部電源の正負の接続が逆になった場合に、基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備える回路基板が知られている。

例えば、特許文献１に記載の回路基板は、正極端子たる正極電源端子と、ＧＮＤ端子たる負極電源端子と、逆接続保護回路とを備える。逆接続保護回路は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ）を備える。

特開２０１９−１７１２８号公報

特許文献１に記載の回路基板においては、過渡的な過電圧（過渡サージ）、例えば定格電圧の２倍以上の瞬間パルス、を発生させる可能性のある外部電源を接続する場合、対策として高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いることが考えられる。しかしながら、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いると、コスト高を引き起こすという課題がある。

そこで、本発明の目的は、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴの破壊を防止することができる回路基板、及び電動オイルポンプを提供することである。

本願の例示的な第１発明は、基板と、直流の外部電源を入力するための正極端子、ＧＮＤ端子と、前記外部電源の正負が逆接続された場合に、前記基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備え、前記逆接続保護回路が、ＭＯＳＦＥＴを備える回路基板であって、前記ＭＯＳＦＥＴのソース端子に接続する第１基板配線と、前記ＧＮＤ端子に接続する第２基板配線と、前記外部電源の出力電圧が定格よりも大きい所定値以上になった場合に、前記第１基板配線から前記第２基板配線に向けて電流を流すバイパス回路とを備え、前記所定値が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である、回路基板である。

本願の例示的な第２発明は、ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、回路基板とを備え、前記回路基板が、前記モータ部のモータを駆動するモータ駆動回路を備える電動オイルポンプであって、前記回路基板が、第１発明の回路基板である、電動オイルポンプである。

本願の例示的な第１発明によれば、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴの破壊を防止することができるという優れた効果を奏する。

本願の例示的な第２発明によれば、第１発明の効果に加えて、逆接続保護回路に高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いない低コストの回路基板により、モータ部のモータを駆動することができるという優れた効果を奏する。

実施形態に係る電動オイルポンプを＋Ｚ側から示す斜視図である。 同電動オイルポンプを−Ｚ側から示す斜視図である。 中心軸Ｊの位置における同電動オイルポンプのＸ−Ｚ破断面を示す断面図である。 同電動オイルポンプにおけるハウジング、モータカバー、ポンプカバー、及びインバータカバーを除く部分を軸方向のリア側から示す分解斜視図である。 同モータと、インバータのハウジング内の部分と、回転角センサとを軸方向のフロント側から示す斜視図である。 同電動オイルポンプのインバータにおける制御基板の回路のブロック図である。 同制御基板の第１面を示す平面図である。 同制御基板の第２面を示す平面図である。 同制御基板における一部の回路を示す回路図である。 変形例に係る電動オイルポンプの制御基板における一部の回路を示す回路図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電動オイルポンプについて説明する。本実施形態では、自動車などの車両に搭載されるトランスミッションにオイルを供給する電動オイルポンプについて説明する。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数などを異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向は、図１に示される中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。中心軸Ｊは、後述するモータ部１０のシャフト（モータ軸）１３の中心軸線である。Ｙ軸方向は、図１に示される電動オイルポンプの短手方向と平行な方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れにおいても、図中に示される矢印の向く側を＋側、反対側を−側とする。

また、以下の説明においては、Ｘ軸方向の正の側（＋Ｘ側）を「リア側」と記し、Ｘ軸方向の負の側（−Ｘ側）を「フロント側」と記す。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。フロント側（−Ｘ側）は、本発明における一方側に相当し、リア側（＋Ｘ側）は、本発明における他方側に相当する。特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｘ軸方向）を単に「軸方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と記す。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｘ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

［実施形態］
＜全体構成＞
図１は、実施形態に係る電動オイルポンプ１を＋Ｚ側から示す斜視図である。図２は、電動オイルポンプ１を−Ｚ側から示す斜視図である。電動オイルポンプ１は、図２に示されるように、ハウジング２、モータ部１０、ポンプ部４０、及びインバータ１００を備える。

（ハウジング２）
ハウジング２は、金属（例えばアルミ）製の鋳造品からなる。ハウジング２は、モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングと、インバータ１００のインバータハウジングとを兼ねる。モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングと、インバータ１００のインバータハウジングとは、単一の部材の部分である。

ポンプ部４０のポンプロータ（図３の４７）を収容するロータ収容部と、モータ部１０のモータハウジングとは、単一の部材の部分であってもよいし、別体であってもよい。また、モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングとは、別体であってもよい。

実施形態に係る電動オイルポンプ１のように、モータハウジングと、ポンプハウジングとが単一の部材の部分である場合、モータハウジングと、ポンプハウジングとの軸方向における境界は次のように定義される。即ち、シャフト（図３の１３）をモータハウジング内からポンプハウジングのロータ収容部に向けて貫通させる貫通穴が設けられる壁の軸方向の中心が両ハウジングの軸方向の境界である。

図３は、中心軸Ｊの位置における電動オイルポンプ１のＸ−Ｚ破断面を示す断面図である。図４は、電動オイルポンプ１におけるハウジング（図１の２）、モータカバー（図１の１６）、ポンプカバー（図１の５２）、及びインバータカバー（図１の１９８）を除く部分を軸方向のリア側から示す分解斜視図である。

＜モータ部１０＞
モータ部１０は、モータハウジングの中にモータ１１を備える。

（モータ１１）
モータ１１は、軸方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト１３と、センサ用マグネット１４と、回転角センサ１５と、モータカバー１６と、ロータ２０と、ステータ２２とを備える。センサ用マグネット１４、モータカバー１６、及びロータ２０は、図３及び図４のうち、図３だけに示される。

モータ１１は、例えば、インナーロータ型のモータであり、ロータ２０がシャフト１３の外周面に固定され、ステータ２２がロータ２０の径方向外側に配置される。モータ１１におけるシャフト１３を除く部分は、モータ１１の本体部である。即ち、モータ１１の本体部は、ロータ２０、ステータ２２、センサ用マグネット１４、回転角センサ１５、モータカバー１６などによって構成される。

ロータ２０は、シャフト１３の軸方向の中心よりもリア側（他方側）の領域であって、且つリア側の端よりもフロント側（一方側）の領域に固定される。ステータ２２は、内周面をロータ２０の外周面に対向させる態様で配置される。

モータ軸としてのシャフト１３は、軸方向のフロント側が、ステータ２２のフロント側の端から突出してポンプ部４０（より詳しくは、後述のポンプロータ４７）に接続される。

ステータ２２は、コイル２２ｂを備える。コイル２２ｂへの通電がなされると、ロータ２０がシャフト１３とともに回転する。

センサ用マグネット１４は、図３に示されるように、シャフト１３の軸方向リア側の端部に固定され、シャフト１３とともに回転する。円盤状のセンサ用マグネット１４を直径の位置で二分した一方の領域の磁極がＳ極であり、他方の領域の磁極がＮ極である。

回転角センサ１５は、モータ１１のリア側端部に固定される。また、回転角センサ１５は、センサ基板１５ａと、センサ基板１５ａに実装されるホールＩＣ１５ｂとを備える。センサ基板１５ａは、センサ基板１５ａの基板面を径方向に沿わせる姿勢で配置される。ホールＩＣ１５ｂは、周方向に並ぶ不図示の３つのホール素子を備え、軸方向においてセンサ用マグネット１４に対向する。センサ用マグネット１４がシャフト１３とともに回転すると、ホールＩＣ１５ｂの３つのホール素子のそれぞれによって検出されるＳ極、Ｎ極の磁力のそれぞれが個別に変化する。３つのホール素子のそれぞれは、検出した磁力に応じたホール信号を出力する。インバータ１００のマイクロコンピュータは、ホールＩＣ１５ｂから送られてくる第１ホール信号Ｈ１、第２ホール信号Ｈ２、及び第３ホール信号Ｈ３に基づいて、シャフト１３の回転角を特定する。

ハウジング２は、軸方向リア側を向く開口を軸方向のリア側の端に備える。モータカバー１６は、ハウジング２に固定されて前述の開口を塞ぐ。作業者は、ハウジング２からモータカバー１６を取り外すことで、モータ１１の回転角センサ１５にアクセスすることができる。

＜ポンプ部４０＞
ポンプ部４０は、図４に示されるように、モータ部１０の軸方向フロント側に位置し、モータ部１０によってシャフト１３を介して駆動されてオイルを吐出する。ポンプ部４０は、ポンプロータ４７とポンプカバー５２とを備える。

（ポンプロータ４７）
ポンプロータ４７は、シャフト１３のフロント側に取り付けられる。ポンプロータ４７は、インナーロータ４７ａと、アウターロータ４７ｂと、を備える。インナーロータ４７ａは、シャフト１３に固定される。アウターロータ４７ｂは、インナーロータ４７ａの径方向外側を囲む。

インナーロータ４７ａは、円環状である。インナーロータ４７ａは、径方向外側面に歯を有する歯車である。インナーロータ４７ａは、シャフト１３と共に軸周り（θ方向）に回転する。アウターロータ４７ｂは、インナーロータ４７ａの径方向外側を囲む円環状である。アウターロータ４７ｂは、径方向内側面に歯を有する歯車である。アウターロータ４７ｂの径方向外側面は円形である。

インナーロータ４７ａの径方向外側面の歯車とアウターロータ４７ｂの径方向内側面の歯車とは互いに噛み合い、シャフト１３の回転に伴ってインナーロータ４７ａが回転することでアウターロータ４７ｂが回転する。すなわち、シャフト１３の回転によりポンプロータ４７は回転する。モータ部１０とポンプ部４０とは同一の部材からなる回転軸としてのシャフト１３を備える。これにより、電動オイルポンプ１が軸方向に大型化することを抑制できる。

また、インナーロータ４７ａ及びアウターロータ４７ｂが回転することで、インナーロータ４７ａとアウターロータ４７ｂとの噛み合わせ部分の間の容積が変化する。容積が減少する領域が加圧領域となり、容積が増加する領域が負圧領域となる。

（ポンプカバー５２）
ハウジング２は、軸方向フロント側の端に、軸方向フロント側を向く開口を備える。この開口は、ポンプカバー５２によって閉じられる。ポンプカバー５２は、ボルト５３によってハウジング２に固定される。

＜インバータ１００＞
インバータ１００は、モータ部１０及びポンプ部４０よりもＺ軸方向の＋Ｚ側に配置される。図５は、モータ１１と、インバータ１００のハウジング（図２の２）内の部分と、回転角センサ１５とを軸方向フロント側から示す斜視図である。同図では、便宜上、モータ１１におけるステータ２２の円筒形状のコアバック（図６の２２ａ）の図示を省略している。モータ部１０の駆動を制御するインバータ１００は、制御基板１０１と、第１配線ユニット１３０と、第２配線ユニット１６０と、コネクタ１９９とを備える。

（制御基板１０１）
制御基板１０１は、基板１０２と、基板１０２に実装される複数の電子部品とを備える。複数の電子部品の一部は、インバータ―機能を備えるモータ駆動回路を構成する。基板１０２は、回転角センサ１５から延びる各配線と電気接続されるセンサ接続部１２２と、電源入力部１２０と、モータ電源出力部１２１とを備える。

制御基板１０１は、制御基板１０１の両面のうち、何れか一方の面を軸方向に沿わせる姿勢で、モータ部１０よりも径方向外側に配置される。制御基板１０１の第１面と第２面とは平行であるので、図示の制御基板１０１は、両面を軸方向に沿わせる姿勢で配置される。回転角センサ１５は、制御基板１０１よりも軸方向リア側（＋Ｘ側）に配置される。

（第１配線ユニット１３０）
第１配線ユニット１３０は、モータ１１の各バスバー（Ｕ相バスバー，Ｖ相バスバー，Ｗ相バスバー）と、基板１０２のモータ電源出力部１２１とを電気的に繋ぐ役割を担う。第２配線ユニット１６０は、コネクタ１９９の各端子と基板１０２の電源入力部１２０とを電気的に繋ぐ役割、及びモータ１１の回転角センサ１５と基板１０２のセンサ接続部１２２とを電気的に繋ぐ役割を担う。第１配線ユニット１３０は、図４に示されるように、基板１０２の第１面とポンプ部４０との間に配置される。

（コネクタ１９９）
コネクタ１９９は、外部のイグニション電源コネクタと接続される。イグニション電源コネクタは、常時電源用、ＧＮＤ用、ＣＡＮ−Ｌｏ信号用、及びＣＡＮ−Ｈｉ信号用の４つのポートを備え、作業者によってＺ軸方向の＋Ｚ側から−Ｚ側に向けて移動されてコネクタ１９９に装着される。コネクタ１９９は、イグニション電源の４つのポートに個別に電気接続される４つのコネクタ端子を備える。

（第２配線ユニット１６０）
第２配線ユニット１６０は、４本の電源入力配線（図４の１６２）と、５本のセンサ配線（図５の１６３）とを配線保持体によって保持する。コネクタ１９９の常時電源用のコネクタ端子、ＧＮＤ用のコネクタ端子、ＣＡＮ−Ｌｏ信号用のコネクタ端子は、ＣＡＮ−Ｈｉ信号用のコネクタ端子のそれぞれは、４本の電源入力配線の何れかに半田付け又は溶接される。

４本の電源入力配線のそれぞれにおける軸方向フロント側の端部は、Ｚ軸方向の＋Ｚ側に向かって折れ曲がって、基板１０２の電源入力部１２０のスルーホールに挿入されて半田付けされる。前述の半田付けにより、４本の電源入力配線は、コネクタ１９９のコネクタ端子と制御基板１０１の電源入力部とを電気的に繋ぐ。

図４において、回転角センサ１５のセンサ基板１５ａは、５つのセンサ端子を備える。具体的には、センサ基板１５ａは、第１ホール信号Ｈ１を出力するセンサ端子、ＧＮＤに接続されるセンサ端子、及び第２ホール信号Ｈ２を出力するセンサ端子、第３ホール信号Ｈ３を出力するセンサ端子、及び５Ｖ電源に接続されるセンサ端子を備える。

５つのセンサ端子のそれぞれは、溶接、又は半田付けにより、第２配線ユニット１６０の５本のセンサ配線の何れかに接続される。５本のセンサ配線は、回転角センサ１５と制御基板１０１の基板１０２のセンサ接続部１２２とを電気的に繋ぐ。

図６は、インバータ１００の制御基板１０１の回路のブロック図である。制御基板１０１は、逆接続保護回路１０３、第１コンデンサ１０４、モータ駆動回路１０５、電流検出遮断回路１０６、U,V,W電圧検出回路１０７、チョークコイル１０８、及び電圧監視回路１０９を備える。また、制御基板１０１は、５Ｖ電源回路１１０、通信インターフェース１１１、マイコン監視回路１１２、電源電圧監視回路１１３、マイクロコンピュータ１１４、及びバイパス回路１１５を備える。

制御基板１０１の基板１０２の電源入力部（図１０の１２０）には、車両のリレー９０１を介してイグニション（ＩＧＮ）電源が接続される。イグニション電源の常時電源、及びＧＮＤは、逆接続保護回路１０３と、第１コンデンサ１０４とを介して、モータ駆動回路１０５に接続される。

逆接続保護回路１０３は、イグニション電源の常時電源とＧＮＤとが逆に接続された場合に、逆接続保護回路１０３よりも下流側への負電圧の出力を遮断する回路である。

第１コンデンサ１０４は、イグニション電源の常時電源（正極電源）のリップル電流を吸収して、常時電源の電圧を安定化させる電解コンデンサである。

第１コンデンサ１０４とモータ駆動回路１０５とを電気的に繋ぐ基板配線には、電源電圧監視回路１１３が接続される。電源電圧監視回路１１３は、モータ駆動回路１０５に出力される直流の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路１１４ａに出力する。

マイクロコンピュータ１１４は、Ａ／Ｄ変換回路１１４ａ、ＰＷＭ出力回路１１４ｂ、温度検出回路１１４ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１１４ｄ、Ｉ／Ｏ回路１１４ｅ、及び通信回路１１４ｆを備える。マイクロコンピュータ１１４は、車両のＥＣＵ９００から制御基板１０１の通信インターフェース１１１を介して送られる制御信号を通信回路１１４ｆで受信し、制御信号に基づいた周波数でモータ１１を回転駆動させるＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号は、マイクロコンピュータ１１４のＰＷＭ出力回路１１４ｂから出力されてモータ駆動回路１０５に入力される。

モータ駆動回路１０５は、第１コンデンサ１０４から送られてくるＤＣ電源を、マイクロコンピュータ１１４のＰＷＭ出力回路１１４ｂから送られてくるＰＷＭ信号に従った周波数の三相交流電源に変換してモータ１１に出力する。モータ駆動回路１０５は、スイッチング用の複数のバイポーラトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と、温度検出回路１０５ａを備える。モータ駆動回路１０５の温度検出回路１０５ａは、温度の検出値を電流検出遮断回路１０６に出力する。

電流検出遮断回路１０６は、モータ駆動回路１０５からモータ１１に流れる電流を検出する。電流検出遮断回路１０６は、検出した電流値が所定の上限を超えたり、モータ駆動回路１０５の温度検出回路１０５ａから送られてくる温度の検出値が所定の上限を超えたりすると、遮断信号をマイクロコンピュータ１１４に出力する。

マイクロコンピュータ１１４は、電流検出遮断回路１０６から遮断信号が送られてきたり、マイクロコンピュータ１１４の温度検出回路１１４ｃによる温度の検出値が所定の上限を超えたりすると、ＰＷＭ信号の生成を中止してモータ１１の駆動を停止させる。

U,V,W電圧検出回路１０７は、モータ駆動回路１０５からモータ１１に出力される三相交流電源の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路１１４ｄに出力する。

逆接続保護回路１０３と第１コンデンサ１０４とを電気的に繋ぐ基板配線には、チョークコイル１０８を介して５Ｖ電源回路１１０が接続される。チョークコイル１０８は、５Ｖ電源回路１１０に流れる電流について過電流になることを防止する回路を構成する。５Ｖ電源回路１１０は、回転角センサ１５に５Ｖ電源を出力する。

マイコン監視回路１１２は、マイクロコンピュータ１１４に接続され、マイクロコンピュータ１１４との通信により、マイクロコンピュータ１１４における異常の有無を監視する。

電圧監視回路１０９は、チョークコイル１０８から５Ｖ電源回路１１０に送られる直流電源の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路１１４ａに出力する。

回転角センサ１５から出力される第１ホール信号Ｈ１、第２ホール信号Ｈ２、及び第３ホール信号は、マイクロコンピュータ１１４のＩ／Ｏ回路１１４ｅに入力される。マイクロコンピュータ１１４は、第１ホール信号Ｈ１、第２ホール信号Ｈ２、及び第３ホール信号Ｈ３に基づいて、モータ１１のロータ（図３の２０）の回転角度を特定し、特定結果に基づいてロータの回転周波数を算出する。

なお、バイパス回路１１５の役割については、後述する。
図７は、制御基板１０１の第１面を示す平面図である。図８は、制御基板１０１の第２面を示す平面図である。制御基板１０１の基板１０２の軸方向リア側（＋Ｘ側）の端部に配置された電源入力部１２０は、スルーホール及びランドからなる４つの端子を４つ備える。１つ目の端子は、常時電源用のスルーホール１２０ａ１及びランド１２０ａ２からなる正極端子１２０ａである。２つ目の端子は、ＣＡＮ−Ｌｏ信号用のスルーホール１２０ｂ１及びランド１２０ｂ２からなるＬｏ端子である。３つ目の端子は、ＣＡＮ−Ｈｉ信号用のスルーホール１２０ｃ１及びランド１２０ｃ２からなるＨｉ端子である。４つ目の端子は、ＧＮＤ用のスルーホール１２０ｄ１及びランド１２０ｄ２からなるＧＮＤ端子である。前述した４つの端子は、何れもコネクタ（図１０の１９９）の４つのコネクタ端子のそれぞれに個別に電気接続される。

軸方向において、基板１０２における電源入力部１２０よりもリア側（−Ｘ側）であって、且つ第１コンデンサ１０４よりもフロント側（＋Ｘ側）の領域には、チョークコイル１０８が実装される。また、前述の領域には、逆接続保護回路（図１２の１０３）を構成するＭＯＳＦＥＴ１２３も実装される。

第１コンデンサ１０４、及びＭＯＳＦＥＴ１２３のＹ軸方向における−Ｙ側には、第２コンデンサ１２６が実装される。第２コンデンサ１２６は、電源の瞬断時に電源電圧を維持するための電解コンデンサである。

軸方向において、基板１０２における第２コンデンサ１２６及び第１コンデンサ１０４よりもリア側の領域には、センサ接続部１２２が設けられ、且つマイクロコンピュータ１１４が実装される。センサ接続部１２２は、スルーホール及びランドの組を５つ備える。１つ目は、第１ホール信号Ｈ１用のスルーホール１２２ａ１及びランド１２２ａ２の組である。２つ目は、第２ホール信号Ｈ２用のスルーホール１２２ｃ１及びランド１２２ｃ２の組である。３つ目は、第３ホール信号Ｈ３用のスルーホール１２２ｄ１及びランド１２２ｄ２の組である。４つ目は、ＧＮＤ用のスルーホール１２２ｂ１及びランド１２２ｂ２の組である。５つ目は、５Ｖ電源用のスルーホール１２２ｅ１及びランド１２２ｅ２の組である。前述の５つの組は、基板１０２のＹ軸方向の端部において、互いに軸方向に沿って並ぶ。

軸方向において、基板１０２におけるマイクロコンピュータ１１４及びセンサ接続部１２２よりもリア側の領域には、６つのバイポーラトランジスタ１２５が実装される。前述の６つのバイポーラトランジスタ１２５は、モータ駆動回路１０５の一部を構成する。

基板１０２において、６つのバイポーラトランジスタ１２５よりも軸方向リア側の領域は、基板１０２のリア側の端部である。かかるリア側の端部には、モータ電源出力部１２１が配置される。モータ電源出力部１２１は、スルーホール及びランドの組を３つ備える。１つ目は、三相交流電源におけるＵ相用のスルーホール１２１Ｕａ及びランド１２１Ｕｂの組である。２つ目は、Ｖ相用のスルーホール１２１Ｖａ及びランド１２１Ｖｂの組である。３つ目は、Ｗ相用のスルーホール１２１Ｗａ及びランド１２１Ｗｂの組である。前述の３つの組のそれぞれは、互いに異なる相の電源を出力する。

図９は、回路基板たる制御基板１０１における一部の回路を示す回路図である。同図に示されるように、逆接続保護回路１０３は、ＭＯＳＦＥＴ１２３を備える。イグニション電源の正極端子とＧＮＤ端子との間に電圧が印加されると、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂとゲート端子１２３ｃとの間に電圧が印加される。図示のように、ＭＯＳＦＥＴ１２３内には、図中左側から右側に向けての電流の流れを許容する寄生ダイオードが存在する。イグニション電源の正負が逆接続されると、ＭＯＳＦＥＴ１２３は、ＯＮせず、逆接続保護回路１０３よりも下流側への負電圧の出力を遮断する。これにより、基板１０２内の各回路が保護される。

基板１０２は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、バイパス回路１１５とを備える。バイパス回路１１５は、外部電源たるイグニション電源の出力電圧が定格（例えば１２Ｖ）よりも大きい所定値以上になった場合に、第１基板配線１２７から記第２基板配線１２４に向けて電流を流す回路である。前述の所定値（以下、バイパス開通値とも言う）は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である。一例として、イグニション電源の定格電圧は１２〔Ｖ〕であり、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧は２０〔Ｖ〕であり、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン（１２３ａ）・ソース間の耐電圧は、４０〔Ｖ〕であり、バイパス開通値は１６〔Ｖ〕である。以下、前述の一例を用いて、制御基板１０１の構成を説明するが、イグニション電源の定格電圧、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間の耐電圧、及びバイパス開通値の組み合わせは、前述の一例に限られない。但し、ドレイン・ソース間の耐電圧は、ゲート・ソース間の耐電圧よりも高い値になるようにＭＯＳＦＥＴ１２３の設計がなされることが一般的である。よって、過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊という観点においては、イグニション電源からの出力電圧がドレイン・ソース間の耐電圧を超えることによって破壊を引き起こすケースは、稀である。イグニション電源からの出力電圧がゲート・ソース間の耐電圧を超えることによってＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を引き起こすケースが殆どである。

＜電動オイルポンプ１の作用効果＞
（１）電動オイルポンプ１の制御基板１０１は、基板１０２と、直流のイグニション電源を入力するための正極端子１２０ａ、ＧＮＤ端子１２０ｄと、逆接続保護回路１０３とを備える。逆接続保護回路１０３は、ＭＯＳＦＥＴ１２３を備え、イグニション電源の正負が逆接続された場合に、基板１０２内の回路を保護する。制御基板１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、バイパス回路１１５とを備える。バイパス回路１１５は、外部電源の出力電圧がバイパス開通値以上になった場合に、第１基板配線１２７から第２基板配線１２４に向けて電流を流す。バイパス開通値（＝１６〔Ｖ〕）は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）よりも小さい値である。

、
かかる構成において、イグニション電源の正負が適切に接続された状態で、イグニション電源からの出力電圧が定格の１２〔Ｖ〕よりも高くなり始めたとする。すると、イグニション電源からの出力電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧である２０〔Ｖ〕に達する前に、バイパス開通値である１６〔Ｖ〕に達する。そして、バイパス回路１１５が、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂ側から基板１０２のＧＮＤ端子１２０ｄ側に向けて電流を流すことで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の電圧を２０〔Ｖ〕未満（耐電圧未満）に維持する。バイパス回路１１５については、ツェナーダイオード１１５ａなどの安価な電子素子で構成することが可能である。よって、電動オイルポンプ１によれば、高耐電圧（例えば外部電源の定格電圧の２倍以上）のＭＯＳＦＥＴ１２３を用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を防止することができる。

（２）基板１０２は、ゲート端子１２３ｃに接続する第３基板配線１１８を備える。バイパス回路１１５は、第１基板配線１２７と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備える。ツェナーダイオード１１５ａは、第１基板配線１２７と第３基板配線１１８との間に電気的に介在する。抵抗素子１１５ｂは、第３基板配線１１８と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。ツェナーダイオード１１５ａのツェナー電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）よりも低い。

かかる構成においては、ツェナーダイオード１１５ａのツェナー電圧が、バイパス開通値となる。即ち、前述の一例では、ツェナー電圧が１６〔Ｖ〕であることで、バイパス開通値が１６〔Ｖ〕になる。イグニション電源からの出力電圧は、定格の１２〔Ｖ〕よりも高くなり始めた後、ゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）に達することなく、ツェナーダイオード１１５ａのツェナー電圧に達する。すると、ツェナーダイオード１１５ａにアバランシェ降伏現象が生じ、第１基板配線１２７からバイパス回路１１５を経由してＧＮＤに流れる電流が発生する。そして、ＭＯＳＦＥＴ１２３におけるゲート・ソース間の電圧が、ゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）未満に維持される。よって、電動オイルポンプ１によれば、ツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５を用いることで、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を防止することができる。

また、電動オイルポンプ１においては、イグニション電源からの出力電圧がバイパス開通値（１６〔Ｖ〕）以上になると、バイパス回路１１５のツェナーダイオード１１５ａにツェナー電圧（１６〔Ｖ〕）以上の電圧が印加されて、バイパス回路１１５に電流が流れる。前述の電流がバイパス回路１１５の抵抗素子１１５ｂによってある程度の小さな値に抑えられることで、ツェナーダイオード１１５ａに印加される電圧がツェナー電圧（１６〔Ｖ〕）以上に安定して維持される。よって、電動オイルポンプ１によれば、イグニション電源からの出力電圧がバイパス開通値（１６〔Ｖ〕）以上になるという条件下において、次の効果を奏することができる。即ち、電動オイルポンプ１によれば、ツェナー電圧（１６〔Ｖ〕）以上の電圧をツェナーダイオード１１５ａに安定的に印加して、バイパス回路１１５に電流を安定して流すことができる。

また、電動オイルポンプ１において、ツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５は、バリスタ、及び抵抗素子を備えるバイパス回路に比べて、基板１０２上におけるバイパス回路１１５の設置スペースを小さくする。よって、電動オイルポンプ１によれば、バリスタ、及び抵抗素子を備えるバイパス回路を用いる場合に比べて、制御基板１０１の小型化を図ることができる。特に、モータ駆動回路１０５を備える制御基板１０１においては、次に説明する理由により、制御基板１０１の小型化を有効に図ることができる。即ち、モータを駆動する制御基板１０１では、図７に示されるように、リップル電流を吸収する大型の第１コンデンサ１０４と、電源入力部１２０との間に、過電流を防止するチョークコイル１０８と、ＭＯＳＦＥＴ１２３とが実装されるのが一般的である。かかる構成では、チョークコイル１０８よりも平面サイズの小さなＭＯＳＦＥＴ１２３の周囲に、僅かな空きスペースが生じる。ツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５は、前述の空きスペースに配置することが可能であるので、制御基板１０１の小型化を有効に図ることができる。

（３）制御基板１０１は、第１基板配線１２７に導通する第１テストポイント１１６と、第３基板配線１１８に導通する第２テストポイント１１７とを備える。

かかる構成の電動オイルポンプ１によれば、第１テストポイント１１６と第２テストポイント１１７とに検査機器のプローブを当てることで、次のことが可能になる。即ち、ツェナーダイオード１１５ａと基板配線との電気接続不良の有無を検査したり、バイパス回路１１５内におけるツェナーダイオード１１５ａの電気特性を検査したりすることができる。あるいは、後述する変形例におけるバリスタ１１５ｃと基板配線との電気接続不良の有無を検査したり、バイパス回路１１５内におけるバリスタ１１５ｃの電気特性を検査したりすることができる。
また、電動オイルポンプ１によれば、第２テストポイント１１７とＧＮＤ端子１２０ｄとに検査機器のプローブを当てることで、次のことが可能になる。即ち、抵抗素子１１５ｂと基板配線との電気接続不良の有無を検査したり、バイパス回路１１５内における抵抗素子１１５ｂの電気特性を検査したりすることができる。
また、電動オイルポンプ１によれば、第１テストポイント１１６とＧＮＤ端子１２０ｄとに検査機器のプローブを当てることで、バイパス回路１１５の電気特性を検査することができる。

なお、第１テストポイント１１６、第２テストポイント１１７は、図７に示されるように、基板１０２の第１面上に配置される円形状の電極からなる。テストポイントの電極の形状は、円形に限られず、例えば、リング状、長円形状、正方形、長方形などでもよい。

（４）制御基板１０１は、電解コンデンサからなる第１コンデンサ１０４と、モータ駆動回路１０５とを備える。第１コンデンサ１０４は、第１基板配線１２７と、第１基板配線１２７よりも下流側で電子素子（例えばチョークコイル１０８）を介して第１基板配線１２７に接続する第４基板配線１２９とのうち、何れか一方と、第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。モータ駆動回路１０５は、第１コンデンサ１０４よりも下流側に配置される。

かかる構成の電動オイルポンプ１によれば、第１コンデンサ１０４が充電機能によってイグニション電源からのリップル電流を吸収することで、モータ駆動回路１０５がモータ１１を安定した回転速度で駆動することができる。

（５）電動オイルポンプ１は、ポンプ部４０と、ポンプ部４０を駆動するモータ部１０と、制御基板１０１とを備える。制御基板１０１は、モータ部１０のモータ１１を駆動するモータ駆動回路１０５を備える。

かかる構成の電動オイルポンプ１によれば、バイパス回路１１５に高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いない低コストの制御基板１０１により、モータ部１０のモータ１１を駆動することができる。

〔変形例〕
次に、実施形態に係る電動オイルポンプ１の一部の構成を他の構成に変形した変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、変形例に係る電動オイルポンプ１の構成は、実施形態と同様である。

図１０は、変形例に係る電動オイルポンプ１の制御基板１０１における一部の回路を示す回路図である。同図に示される制御基板１０１のバイパス回路１１５は、実施形態におけるツェナーダイオードの代わりに、バリスタ１１５ｃを備える。バリスタ１１５ｃは、第１基板配線１２７と第３基板配線１１８との間に介在する。

バリスタ１１５ｃの２つのリード線の間に印加される電圧がバリスタ１１５ｃに特有のバリスタ電圧未満である場合、バリスタ１１５ｃは電流を流さない。一方、２つのリード線の間に印加される電圧がバリスタ電圧以上である場合、バリスタ１１５ｃは、電流を流す。変形例に係る電動オイルポンプ１において、バリスタ電圧は、例えば１６〔Ｖ〕である。

＜変形例に係る電動オイルポンプ１の作用効果＞
（６）基板１０２は、ゲート端子１２３ｃに接続する第３基板配線１１８を備える。バイパス回路１１５は、第１基板配線１２７と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたバリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子１１５ｂを備える。バリスタ１１５ｃは、第１基板配線１２７と第３基板配線１１８との間に電気的に介在する。抵抗素子１１５ｂは、第３基板配線１１８と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。バリスタ１１５ｃのバリスタ電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）よりも低い。

かかる構成においては、バリスタ１１５ｃのバリスタ電圧が、バイパス開通値となる。即ち、前述の一例では、バリスタ電圧が１６〔Ｖ〕であることで、バイパス開通値が１６〔Ｖ〕になる。イグニション電源からの出力電圧は、定格の１２〔Ｖ〕よりも高くなり始めた後、ゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）に達することなく、バリスタ１１５ｃのバリスタ電圧に達する。すると、第１基板配線１２７からバイパス回路１１５を経由してＧＮＤに流れる電流が発生する。そして、ＭＯＳＦＥＴ１２３におけるゲート・ソース間の電圧が、ゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）未満に維持される。よって、電動オイルポンプ１によれば、バリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５を用いることで、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を防止することができる。

また、電動オイルポンプ１においては、イグニション電源からの出力電圧がバイパス開通値（１６〔Ｖ〕）以上になると、バイパス回路１１５のバリスタ１１５ｃにバリスタ電圧（１６〔Ｖ〕）以上の電圧が印加されて、バイパス回路１１５に電流が流れる。前述の電流がバイパス回路１１５の抵抗素子１１５ｂによってある程度の小さな値に抑えられることで、バリスタ１１５ｃに印加される電圧がバリスタ電圧（１６〔Ｖ〕）以上に安定して維持される。よって、電動オイルポンプ１によれば、イグニション電源からの出力電圧がバイパス開通値（１６〔Ｖ〕）以上になるという条件下において、次の効果を奏することができる。即ち、電動オイルポンプ１によれば、バリスタ電圧（１６〔Ｖ〕）以上の電圧をバリスタ１１５ｃに安定的に印加して、バイパス回路１１５に電流を安定して流すことができる。

また、電動オイルポンプ１においては、バリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子を備えるバイパス回路が、ツェナーダイオード、及び抵抗素子を備えるバイパス回路に比べて、次のことを可能にする。即ち、電動オイルポンプ１は、インダクタンスによるイグニション電源の出力電圧のサージとして、より振幅の高いサージを吸収することを可能にする。よって、電動オイルポンプ１によれば、ツェナーダイオード、及び抵抗素子を備えるバイパス回路を用いる構成に比べて、サージによるＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態、及び変形例について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発名とその均等の範囲に含まれる。

１：電動オイルポンプ
１０：モータ部
１１：モータ
１３：シャフト（モータ軸）
１４：センサ用マグネット
１５：回転角センサ
２２：ステータ
２２ａ：コアバック
２２ｂ：コイル
４０：ポンプ部
１００：インバータ
１０１：制御基板（回路基板）
１０２：基板
１０３：逆接続保護回路
１０４：第１コンデンサ（電解コンデンサ）
１０５：モータ駆動回路
１０８：チョークコイル（電子素子）
１１５：バイパス回路
１１５ａ：ツェナーダイオード
１１５ｂ：抵抗素子
１１５ｃ：バリスタ
１１６：第１テストポイント
１１７：第２テストポイント
１１８：第３基板配線
１２０：電源入力部
１２０ａ：正極端子
１２０ｄ：ＧＮＤ端子
１２１：モータ電源出力部
１２２：センサ接続部
１２３：ＭＯＳＦＥＴ
１２３ａ：ドレイン端子
１２３ｂ：ソース端子
１２３ｃ：ゲート端子
１２３ｄ：ゲート保護ダイオード
１２４：第２基板配線
１２７：第１基板配線
１２９：第４基板配線
Ｊ：中心軸

Claims (6)

1. 基板と、
   直流の外部電源を入力するための正極端子、ＧＮＤ端子と、
   前記正極端子、及び前記ＧＮＤ端子に対する前記外部電源の正負の接続が逆になった場合に、前記基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備え、
   前記逆接続保護回路が、ＭＯＳＦＥＴを備える回路基板であって、
   前記ＭＯＳＦＥＴのソース端子に接続する第１基板配線と、
   前記ＧＮＤ端子に接続する第２基板配線と、
   前記外部電源の出力電圧が所定値以上になった場合に、前記第１基板配線から前記第２基板配線に向けて電流を流すバイパス回路とを備え、
   前記所定値が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である、
   回路基板。
2. 前記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続する第３基板配線を備え、
   前記バイパス回路が、前記第１基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたツェナーダイオード、及び抵抗素子を備え、
   前記ツェナーダイオードが、前記第１基板配線と前記第３基板配線との間に電気的に介在し、
   前記抵抗素子が、前記第３基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在し、
   前記ツェナーダイオードのツェナー電圧が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも低い、
   請求項１に記載の回路基板。
3. 前記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続する第３基板配線を備え、
   前記バイパス回路が、前記第１基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたバリスタ、及び抵抗素子を備え、
   前記バリスタが、前記第１基板配線と前記第３基板配線との間に電気的に介在し、
   前記抵抗素子が、前記第３基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在し、
   前記バリスタのバリスタ電圧が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも低い、
   請求項１に記載の回路基板。
4. 前記第１基板配線に導通する第１テストポイントと、
   前記第３基板配線に導通する第２テストポイントとを備える、
   請求項２又は３に記載の回路基板。
5. 電解コンデンサと、
   モータ駆動回路とを備え、
   前記電解コンデンサが、前記第１基板配線と、前記第１基板配線よりも下流側で電子素子を介して前記第１基板配線に接続する第４基板配線とのうち、何れか一方と、前記第２基板配線との間に電気的に介在し、
   前記モータ駆動回路が、前記電解コンデンサよりも下流側に配置される、
   請求項３乃至４の何れか１項に記載の回路基板。
6. ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、回路基板とを備え、
   前記回路基板が、前記モータ部のモータを駆動するモータ駆動回路を備える電動オイルポンプであって、
   前記回路基板が、請求項５に記載の回路基板である、
   電動オイルポンプ。
   
   

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