JP2021009967A - 電子装置 - Google Patents

電子装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021009967A
JP2021009967A JP2019124152A JP2019124152A JP2021009967A JP 2021009967 A JP2021009967 A JP 2021009967A JP 2019124152 A JP2019124152 A JP 2019124152A JP 2019124152 A JP2019124152 A JP 2019124152A JP 2021009967 A JP2021009967 A JP 2021009967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
flexible portion
component mounting
rigid
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019124152A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7256707B2 (ja
Inventor
秀幸 原
Hideyuki Hara
秀幸 原
拓朗 金澤
Takuro Kanazawa
拓朗 金澤
成俊 山田
Narutoshi Yamada
成俊 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2019124152A priority Critical patent/JP7256707B2/ja
Priority to PCT/JP2020/025756 priority patent/WO2021002374A1/ja
Priority to US17/623,650 priority patent/US11647588B2/en
Priority to DE112020003244.2T priority patent/DE112020003244T5/de
Priority to CN202080045308.1A priority patent/CN114008899A/zh
Publication of JP2021009967A publication Critical patent/JP2021009967A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7256707B2 publication Critical patent/JP7256707B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0277Bendability or stretchability details
    • H05K1/028Bending or folding regions of flexible printed circuits
    • H05K1/0281Reinforcement details thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/0094Structural association with other electrical or electronic devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40Structural association with grounding devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0215Grounding of printed circuits by connection to external grounding means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0271Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0275Security details, e.g. tampering prevention or detection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/148Arrangements of two or more hingeably connected rigid printed circuit boards, i.e. connected by flexible means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0218Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0218Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
    • H05K1/0219Printed shielding conductors for shielding around or between signal conductors, e.g. coplanar or coaxial printed shielding conductors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/0929Conductive planes
    • H05K2201/09336Signal conductors in same plane as power plane
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10151Sensor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/20Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
    • H05K2201/2009Reinforced areas, e.g. for a specific part of a flexible printed circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

【課題】フレキシブル部13におけるクラックの発生および成長を抑制し、クラックによるリジッド部間配線55の断線を抑制する。【解決手段】回路基板3は、6層の金属箔層を有する第1,第2リジッド部11,12と、両者を接続した2層の金属箔層を有する薄肉のフレキシブル部13と、を備える。表層の金属箔層には幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成され、内層の金属箔層には複数のリジッド部間配線55が平行な直線状に形成される。グラウンド配線51の外縁51aは、リジッド部間配線55よりもフレキシブル部13の側縁13a寄りに位置する。グラウンド配線51がリジッド部間配線55をクラックから保護する。【選択図】図10

Description

この発明は、撓めた状態でハウジングに組み付けることができる折り曲げ可能な回路基板を用いた電子装置に関する。
特許文献1には、パワーステアリング装置のモータユニット内に組み込む回路基板として、複数のリジッド部を該リジッド部よりも薄くしたフレキシブル部で連結することにより、略U字形に折り曲げた形で使用することができるようにした多層回路基板が開示されている。
特開2014−60903号公報
上記のようにフレキシブル部を備えた回路基板にあっては、フレキシブル部とりわけリジッド部との境界付近において基材に微小なクラックが発生しやすく、このクラックを介して経時的に水分が進入して内部の配線に絶縁不良が生じたり、クラックの成長により配線が断線してしまう、といった懸念があった。
この発明は、その一つの態様において、2つの部品実装部と該部品実装部よりも薄く可撓性を有するフレキシブル部とを有する回路基板を備えており、上記フレキシブル部は、2つの部品実装部の間に延びた電源正極配線ないし信号配線である複数の部品実装部間配線と、フレキシブル部の側縁に沿う外縁が部品実装部間配線よりもフレキシブル部の側縁寄りに位置する1つもしくは複数のグラウンド配線と、を備えている。
この発明によれば、フレキシブル部におけるクラックの発生ないし発生したクラックの成長が相対的に外側に位置するグラウンド配線によって抑制され、グラウンド配線の外縁よりも内側に位置する電源正極配線や信号配線の絶縁不良や断線が抑制される。
本発明に係る回路基板を組み込んだパワーステアリング装置用電動アクチュエータ装置の分解斜視図。 電動アクチュエータ装置の断面図。 折り曲げた状態の回路基板の斜視図。 折り曲げた状態の回路基板の側面図。 展開した状態の回路基板の断面図。 展開した状態の回路基板の第1面を示す平面図。 展開した状態の回路基板の第2面を示す平面図。 変形例のフレキシブル部部分を拡大して示す断面図。 フレキシブル部における配線の第1実施例を示す要部の平面図。 第1実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第2実施例を示す要部の平面図。 第2実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第3実施例を示す要部の平面図。 第3実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第4実施例を示す要部の平面図。 第4実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第5実施例を示す要部の平面図。 第5実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第6実施例を示す要部の平面図。 第6実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。 フレキシブル部における配線の第7実施例を示す要部の平面図。 第7実施例の配線の構成を模式的に示した説明図。
以下、この発明を例えば自動車の電動パワーステアリング装置の制御装置に適用した一実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、電動パワーステアリング装置において図示せぬステアリング機構に操舵補助力を与える電動アクチュエータ装置の分解斜視図である。また、図2は、電動アクチュエータ装置の断面図である。この電動アクチュエータ装置は、円筒形状のモータ部1と、インバータ・パワーモジュール2と、折り曲げ可能な多層配線基板からなる回路基板3と、複数のコネクタを一体に集合させたコネクタ部材4と、これらのインバータ・パワーモジュール2、回路基板3、コネクタ部材4を覆うように、上記モータ部1の一端部に取り付けられるモータカバー5と、を備えている。
モータ部1は、ステータ1Bおよびロータ1Cからなる電動アクチュエータに相当するモータ1A(図2)が円筒状のハウジング7の内部に収容されたものであり、ハウジング7の先端面から突出した回転軸6の先端にギヤないしスプライン等の連結部6aを有し、この連結部6aを介して図外のステアリング機構に連結される。モータ1Aは、三相の永久磁石型ブラシレスモータであり、ステータ1Bが三相のコイルを備え、ロータ1Cの外周面に永久磁石が配置されている。ここで、モータ1Aは、冗長性を与えるために、2系統のコイルおよび対応する永久磁石を備えている。
連結部6aとは反対側となるハウジング7の一端部は、外周縁の一部が半径方向へ延びた馬蹄型の輪郭を有する底壁部7aとして構成されており、この底壁部7aを覆うように、該底壁部7aに対応した馬蹄型の輪郭を有するモータカバー5が取り付けられる。そして、底壁部7aとモータカバー5との間に構成される空間内に、インバータ・パワーモジュール2と回路基板3とコネクタ部材4とが回転軸6の軸方向に重ねて収容されている。
インバータ・パワーモジュール2は、モータ1Aを駆動する2つのインバータモジュール2Aと、コイルの中性点リレーとなるリレーモジュール2Bと、を含み、これら三者が回転軸6を囲む略U字形をなすように配置されている。そして、これらのインバータモジュール2Aおよびリレーモジュール2Bが、押さえ部材2Cを介してモータ部1の端面に固定されている。
コネクタ部材4は、回転軸6の軸方向に沿った同じ方向を指向する3つのコネクタを備えている。詳しくは、中央に位置する電源用コネクタ4aと、ステアリング機構側に配置されるセンサ類(例えば舵角センサやトルクセンサなど)からの信号が入力されるセンサ入力用コネクタ4bと、車内の他の制御機器との間で通信(例えばCAN通信)を行うための通信用コネクタ4cと、を備えている。これらのコネクタ4a,4b,4cは、モータカバー5の開口部8を通して外部へ突出している。
この実施例の電動アクチュエータ装置においては、インバータ・パワーモジュール2と回路基板3とを含む制御装置(電子装置)がモータ部1と一体化されており、これにより、装置全体の小型化が図られている。
図3は、略U字形に折り曲げた状態における回路基板3の概略を示す斜視図であり、図4は側面図である。回路基板3は、前述したように、これらの図3,図4に示すように、略U字形に折り曲げた形でもって電動アクチュエータ装置に組み込まれている。
すなわち、回路基板3は、インバータ・パワーモジュール2を介したモータ1Aの駆動のために相対的に大きな電流が流れる電子部品群を実装したパワー系基板となる第1リジッド部11と、相対的に小さな電流が流れる制御系電子部品を実装した制御系基板となる第2リジッド部12と、両者間のフレキシブル部13と、を備えている。第1リジッド部11は「第1部品実装部」に相当し、第2リジッド部12は「第2部品実装部」に相当する。そして、回路基板3は、これらの第1リジッド部11と第2リジッド部12とが回転軸6の軸方向に互いに重なり合った形となるようにフレキシブル部13が撓み変形した状態でもって、ケースとなるハウジング7とモータカバー5との間に収容されている。具体的な実施例においては、折り曲げ状態となった第1リジッド部11と第2リジッド部12とは、各々に実装された電子部品が互いに接触しない程度の距離だけ離れているとともに、各々平面状態を保ちつつ互いに平行となった状態でもって電動アクチュエータ装置に固定支持されている。
図5は、回路基板3を展開した状態つまり折り曲げる前の状態でもって示した断面図である(基板部分のハッチングは省略してある)。1枚の多層配線基板からなる回路基板3は、第1面3Aと第2面3Bとを備えている。図6は、回路基板3を展開した状態における第1面3Aの構成を示す平面図、図7は、第2面3Bの構成を示す平面図、である。回路基板3は、これらの図5〜図7に示すような展開した状態で、第1リジッド部11および第2リジッド部12とフレキシブル部13とが一つの平面に沿った1枚の回路基板として形成されたものであり、部品実装後に最終的に略U字形に折り曲げられる。
第1リジッド部11および第2リジッド部12は、それぞれ四隅に取付孔15を備えた四角形に近似した形状をなしている。そして、互いに隣接した第1リジッド部11の1辺の中央部と第2リジッド部12の1辺の中央部とが、一定幅の帯状をなすフレキシブル部13でもって互いに連結されている。つまり、フレキシブル部13は、第1リジッド部11および第2リジッド部12の幅(曲げ方向に直交する方向の寸法)に比較して、その幅が狭くなっている。従って、回路基板3は、全体としてI字状ないし8の字状をなしている。このように第1,第2リジッド部11,12の幅が相対的に広くかつフレキシブル部13の幅が相対的に狭い構成とすることで、部品実装面積を大きく確保できる一方で、フレキシブル部13における撓み変形が容易となる。
回路基板3は、多層のプリント配線基板、具体的には6層の金属箔層を備えたいわゆる6層構造のプリント配線基板から構成されている。この多層プリント配線基板は、片面もしくは両面に金属箔層を備えた例えばガラスエポキシからなる何層かの基材をプリプレグ(接着剤層)を介して積層し、かつ加熱加圧して一体化することにより構成されている。従って、第1面3Aおよび第2面3Bのそれぞれの表層の金属箔層と、4つの内層の金属箔層と、によって配線層となる6層の金属箔層が構成されている。金属箔層の間には、これら金属箔層の間を絶縁する絶縁層としての基材が介在する。そして、第1リジッド部11および第2リジッド部12においては、これらの6層の金属箔層のエッチングならびに積層方向に延びるビアの形成によって、所望の回路パターンが形成されている。
フレキシブル部13は、図4に明らかなように、6層構造を有する第1リジッド部11および第2リジッド部12の基板の厚さ(積層方向の寸法)に比較して相対的に薄く形成することによって、第1リジッド部11および第2リジッド部12よりも高い可撓性を有するように構成されている。一実施例においては、第1リジッド部11,第2リジッド部12およびフレキシブル部13を包含する例えば矩形状に6層構造の回路基板3を形成した後に、二次的な機械加工によって、フレキシブル部13における折り曲げ時に内側となる4層分を削り取り、薄肉化してある。従って、第1,第2リジッド部11,12の基材とフレキシブル部13の基材とは同じ材質であり、かつフレキシブル部13として残存する2層の金属箔層は、第1,第2リジッド部11,12およびフレキシブル部13の三者に亘って連続している。
なお、図示例では、バーコード等の印刷面を確保するためにフレキシブル部13の中央部に中間リジッド部14を6層構造のまま残してあり、この中間リジッド部14の両側に一対の凹溝16として薄肉部分が形成されている。この中間リジッド部14は、必須のものではなく、フレキシブル部13の全体を薄肉化してもよい。本実施例では、中間リジッド部14を含めて、第1リジッド部11と第2リジッド部12との間の全体をフレキシブル部13と呼ぶ。
凹溝16は、図5および図6から明らかなように、回路基板3の第1面3Aにおいて溝状に窪んでいる。第2面3Bにおいては、フレキシブル部13は、第1,第2リジッド部11,12と連続した面を有している。
フレキシブル部13に必要な可撓性を与える一対の凹溝16は、第1リジッド部11および第2リジッド部12の一つの辺に沿って形成されており、これにより、第1,第2リジッド部11,12とフレキシブル部13との境界18が画定される。換言すれば、薄肉化した凹溝16の外側の縁によって一対の直線状の境界18が画定され、図4のように折り曲げると、この一対の境界18の間で薄肉のフレキシブル部13が撓み変形する。回路基板3の幅(曲げ方向に直交する方向の寸法)は、第1,第2リジッド部11,12からフレキシブル部13へと移行する境界18において減少する。そして、フレキシブル部13は、容易に撓み変形するように一定幅の帯状に形成されている。なお、境界18での幅寸法の減少に伴う応力集中を抑制するために、第1,第2リジッド部11,12とフレキシブル部13とが接続される境界18の両端のコーナ部では、フレキシブル部13が適宜な半径の円弧形に丸められている(図5,図6参照)。
フレキシブル部13(凹溝16の部分)においては、6層の金属箔層の中で、折り曲げ時に外側面となる第2面3B側の表層の金属箔層とこれに隣接する内層(つまり第2面3B側から見て2層目)の金属箔層とが残存している。フレキシブル部13においては、これら2つの金属箔層のみが配線パターンの形成に利用される。第1,第2リジッド部11,12においては、さらに4つの金属箔層が配線パターンの形成に利用されている。なお、中間リジッド部14は、6層の金属箔層を有するが、第2面3B側から見て3層目〜6層目に相当する金属箔層は配線パターンの形成には使用されていない。
一対の凹溝16と中間リジッド部14との間にも、同様に直線状の境界19が存在する。一対の境界18と一対の境界19とを含む4つの境界18,19は、互いに平行である。
ここで、図8は、凹溝16の一つの変形例を示しており、この例では、境界18,19において、基板の厚さが滑らかにつまり連続的に変化する。例えば、第1,第2リジッド部11,12と凹溝16(フレキシブル部13)との間の境界18においては、基板の厚さが第1,第2リジッド部11,12の厚さからフレキシブル部13の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく。同様に、中間リジッド部14と凹溝16との間の境界19においては、基板の厚さが中間リジッド部14の厚さからフレキシブル部13の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく。
このように厚さが滑らかに変化することで、境界18,19における応力集中が抑制され、クラックの発生が抑制される。
次に、回路基板3における種々の部品のレイアウトについて主要な構成を説明する。なお、以下では、理解を容易にするために、展開状態での回路基板3の長手方向を図6,図7に示すようにL方向とし、これに直交する幅方向をW方向とする。前述したフレキシブル部13の一対の境界18は、W方向に延びた直線となる。仮にL方向に沿った直線を展開状態の回路基板3上に描いたとすると、回路基板3を略U字形に折り曲げた状態では、第1リジッド部11上の直線と第2リジッド部12上の直線とによって一つの平面(境界18に直交する平面)が規定される。さらに、説明の便宜のために、図6,図7に示すように、組立時にモータ1Aの回転中心軸と交差しかつL方向と平行に延びる線を基板中心線Mとする。
この実施例の回路基板3は、モータ1Aの2系統のコイルに対応して互いに独立した2つの制御系統を具備している。いずれか一方の系統が故障ないし異常となったときには他方の系統でもってモータ1Aの駆動が可能である。基本的に個々の1つの制御系統は、回路基板3にその長手方向であるL方向に沿って部品を配列して構成されており、2つの制御系統は、基本的に回路基板3の幅方向であるW方向に並んで構成されている。細部の差異を除くと、2つの制御系統は、基板中心線Mを中心として対称に構成されている。
図6に示すように、第1リジッド部11の第1面3Aにおいては、該第1リジッド部11のL方向の中央部付近に、ノイズ除去のための2つのフィルタ部31が配置されており、これらフィルタ部31よりもフレキシブル部13とは反対側となる位置に、2つの電源コンデンサ部34が配置されている。すなわち、1つの制御系統に1つのフィルタ部31と1つの電源コンデンサ部34とが含まれている。フィルタ部31は、矩形状のケースを備えたコイル32と、このコイル32よりもフレキシブル部13寄りに位置する同じく矩形状のケースを備えたコンデンサ33と、から構成される。また、電源コンデンサ部34は複数例えば3つの矩形状のケースを備えたコンデンサ34A,34B,34Cを含んで構成される。1つの制御系統を構成する電子部品群つまりコンデンサ33、コイル32およびコンデンサ34A,34B,34Cは、完全な一直線上ではないもののL方向に順に並んで概ね一列に配列されている。そして、1つの制御系統を構成するコンデンサ33、コイル32、コンデンサ34A,34B,34Cと、他の1つの制御系統を構成するコンデンサ33、コイル32、コンデンサ34A,34B,34Cとは、基板中心線Mを中心としてそれぞれ対称に配置されている。
また、フィルタ部31のコンデンサ33とフレキシブル部13との間には、各制御系統に2つずつ計4つの電源遮断用スイッチング素子35が実装されている。各制御系統の2つの電源遮断用スイッチング素子35はコンデンサ33に隣接して配置されている。また、計4つの電源遮断用スイッチング素子35は、W方向に沿ってほぼ一直線上に並んでいる。
第1リジッド部11の第1面3Aにおいて、2つの制御系統の電子部品群の間、具体的には2つのフィルタ部31の間には、モータ1Aの作動状態を検出する検出素子として第2回転センサ38が実装されている。この第2回転センサ38は、モータ1Aの回転軸6の端部に設けられた磁極と組み合わされて該回転軸6の回転を検出するアナログ式の回転センサであり、組立時に回転軸6の中心軸線上となる位置に配置されている。この第2回転センサ38は、2つの制御系統に共用されるものであり、第1リジッド部11上で2つの信号回路に分岐されて、各々の制御系統で利用される。
第1リジッド部11のW方向に向かう一対の側縁部11aには、それぞれ第1電源端子40が取り付けられている。各々の第1電源端子40は、正極端子40Aと負極端子40Bとを含んでおり、正極端子40Aと負極端子40Bとからなる1組の第1電源端子40が1つの制御系統にそれぞれ対応している。これらの電源端子40は、回路基板3のW方向について、各々の制御系統を構成する電子部品群(つまりコンデンサ33、コイル32、コンデンサ34A,34B,34C)よりも外側に位置する。
正極端子40Aおよび負極端子40Bは、それぞれ略L字形に折り曲げられた金属片からなり、第1リジッド部11の側縁に沿って第1面3Aから該第1面3Aに直交するように立ち上がっている。正極端子40Aと負極端子40Bは、L方向に沿って並んで配置されており、正極端子40Aの方が負極端子40Bよりもフレキシブル部13寄りに位置している。詳しくは、正極端子40Aはフィルタ部31のコンデンサ33の側方に位置し、負極端子40Bはコイル32の側方に位置する。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、第1電源端子40は、上述したコネクタ部材4の電源用コネクタ4aの端子片に接続される。なお、2組の第1電源端子40は、基板中心線Mを中心として互いに対称に構成されている。
第1リジッド部11は、さらに、インバータ・パワーモジュール2の各アームのスイッチング素子に接続されるゲート信号ポート41と、インバータ・パワーモジュール2に電源電圧を供給するためのインバータ電源ポート42と、を備えている。これらは、いずれもスルーホール状の端子として形成されている。ゲート信号ポート41は、第1電源端子40の近傍に配置されており、インバータ電源ポート42は電源コンデンサ部34の側方(W方向で外側)に配置されている。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、これらのポート41,42に、インバータ・パワーモジュール2のピン状の端子片が挿入され、かつ電気的に接続される。
第2リジッド部12の第1面3Aにおいては、該第2リジッド部12のL方向の中央部付近に、2つの制御系統にそれぞれ対応する2つのCPU21が実装されている。CPU21は、略正方形の偏平なパッケージを有する集積回路からなる。2つのCPU21は、基板中心線Mを中心として対称に配置されている。2つのCPU21よりもフレキシブル部13寄りの位置には、プリドライバ回路素子22がそれぞれ実装されている。プリドライバ回路素子は、CPU21よりも小さな略正方形の偏平なパッケージを有する集積回路からなる。2つのプリドライバ回路素子22は、2つの制御系統にそれぞれ対応し、基板中心線Mを中心として対称に配置されている。個々のプリドライバ回路素子22は、対応する制御系統のCPU21とL方向に沿って並んで配置されている。
第2リジッド部12のW方向に向かう一対の側縁部12aには、折り曲げた状態における前述した第1リジッド部11の第1電源端子40との干渉を避けるための切欠部24がそれぞれ形成されている。これらの切欠部24は、概ねCPU21とプリドライバ回路素子22の側方に位置している。また、各々の切欠部24に沿った位置に、正負2つのスルーホールからなる第2電源端子25が設けられている。これら2組の第2電源端子25は、それぞれの制御系統に対応している。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、スルーホール状の第2電源端子25に、上述したコネクタ部材4の電源用コネクタ4aのピン状の端子片が挿入され、電気的に接続される。
第2リジッド部12のフレキシブル部13寄りの端部領域には、複数のスルーホール状の端子からなる外部センサ入力部27が設けられている。複数のスルーホール状の端子は、W方向に沿った一直線上に並んで配置されている。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、コネクタ部材4のセンサ入力用コネクタ4bのピン状の端子片が外部センサ入力部27に挿入され、舵角センサやトルクセンサ等の外部センサの信号が外部センサ入力部27を介して各制御系統に入力される。
また、第2リジッド部12のフレキシブル部13とは反対側となる端部領域には、複数のスルーホール状の端子からなる通信用ポート28が設けられている。複数のスルーホール状の端子は、W方向に沿った一直線上に並んで配置されている。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、コネクタ部材4の通信用コネクタ4cのピン状の端子片が通信用ポート28に挿入され、外部の他の制御機器との間で通信が行われる。
図7に示すように、第1リジッド部11の第2面3Bにおいては、中央部に、モータ1Aの作動状態を検出する検出素子として第1回転センサ37が実装されている。この第1回転センサ37は、モータ1Aの回転軸6の端部に設けられた磁極と組み合わされて該回転軸6の回転を検出するデジタル式の回転センサであり、組立時に回転軸6の中心軸線上となる位置に配置されている。この第1回転センサ37は、第2回転センサ38と同様に2つの制御系統に共用されるものであり、第1リジッド部11上で2つの信号回路に分岐されて、各々の制御系統で利用される。
第2面3Bに配置された第1回転センサ37と第1面3Aに配置された第2回転センサ38は、回路基板3を投影して見たときに、互いに重なる位置にある。電動アクチュエータ装置として最終的に組み立てられた状態では、略U字形をなす回路基板3の外側面に第1回転センサ37があり、回転軸6の端面に対向する。第2回転センサ38は、略U字形をなす回路基板3の内側となる。一実施例においては、第1回転センサ37が主たる回転センサであり、第2回転センサ38は例えば第1回転センサ37の異常時に利用される予備的な回転センサである。
なお、第1面3Aと第2面3Bにそれぞれ配置される回転センサの一方を一方の制御系統用とし、他方を他方の制御系統用として、互いに独立して用いるようにしてもよい。
第2リジッド部12の第2面3Bにおいては、第2リジッド部12用の電源回路と通信用ポート28用の通信回路とを含む集積回路からなる2つの電源/通信IC29が実装されている。電源/通信IC29は、CPU21よりも小さな略正方形の偏平なパッケージを有する。2つの電源/通信IC29は、2つの制御系統にそれぞれ対応しており、基板中心線Mを中心として略対称となる位置に配置されている。L方向については、電源/通信IC29は、第2リジッド部12の中でフレキシブル部13とは反対側となる端部領域に配置されており、第2電源端子25と通信用ポート28との間に位置する。また第2リジッド部12を投影して見たときに、電源/通信IC29は、CPU21と通信用ポート28との間に位置し、CPU21は電源/通信IC29よりもフレキシブル部13寄りに位置する。従って、CPU21は、電源/通信IC29と外部センサ入力部27との間の中間部に位置する。
電源/通信IC29は、通信用ポート28を介して外部の他の制御機器との間で通信を行うとともに、第2電源端子25に入力された端子電圧を第2リジッド部12用の作動電圧に変換する。なお、電源回路と通信回路とをそれぞれ個別の集積回路で構成してもよい。
以上、主要な電子部品の配置について説明したが、第1リジッド部11および第2リジッド部12には、上記の電子部品のほかにも、図示を省略した比較的小型の多数の電子部品が表面実装されている。
第1リジッド部11に配置された第1回転センサ37および第2回転センサ38の検出信号は、フレキシブル部13に直線状に設けられた配線(センサ信号配線)を介して、CPU21を具備した第2リジッド部12側へ送られる。
一実施例の回路基板3においては、モータ1Aの2系統のコイルにそれぞれ対応した2系統の制御系統が互いに独立して構成されており、これら2つの制御系統が第1,第2回転センサ37,38を横切る基板中心線Mを中心として実質的に対称に配置されている。1つの制御系統について説明すると、モータ1Aの回転に応答した第1,第2回転センサ37,38の検出信号が、フレキシブル部13におけるセンサ信号配線を介して第1リジッド部11から第2リジッド部12へと送られる。第2リジッド部12のCPU21は、この検出信号を1つのパラメータとして演算処理を行い、モータ1Aに対する操作量を演算し、かつこの操作量に基づく指示信号を生成する。この指示信号は、プリドライバ回路素子22により増幅されてインバータ回路用の制御信号に変換される。この制御信号は、フレキシブル部13に直線状に設けられた配線(駆動信号配線)を介して第2リジッド部12から第1リジッド部11へ送られ、最終的に第1リジッド部11のゲート信号ポート41からインバータ・パワーモジュール2へゲート信号として出力される。インバータ・パワーモジュール2には、第1リジッド部11の第1電源端子40から、電源遮断用スイッチング素子35、フィルタ部31および電源コンデンサ部34さらにはインバータ電源ポート42を介して、電源電圧が与えられており、ゲート信号に基づくインバータ作用によりモータ1Aを駆動することとなる。
複数のセンサ信号配線および複数の駆動信号配線は、いずれもフレキシブル部13において互いに平行なL方向に沿った直線状に形成されている。なお、以下では必要に応じて両者をまとめて「リジッド部間配線」(請求項の部品実装部間配線に相当する)と呼ぶ。リジッド部間配線には、上記のセンサ信号配線等のほかにも第1リジッド部11と第2リジッド部12との間で信号の授受を行う多数の配線が含まれ、図示しない電源正極配線も含まれる。
ここで、1つの制御系統を構成する第1リジッド部11の電子部品群(コンデンサ33、コイル32およびコンデンサ34A,34B,34C)および第2リジッド部12のCPU21が、フレキシブル部13における信号配線の配線方向(つまりL方向)に沿って配列されているので、レイアウト上の電子部品同士の干渉や部品間の配線パターンの複雑化(例えば多数の迂回回路の発生)を抑制でき、限られた面積を有しかつフレキシブル部13で分断された形となる回路基板3の中で各制御系統を効率良く配置することができる。特に上記実施例では、2つの制御系統が基板中心線Mを挟んで対称に配置されるので、各制御系統を信号配線の配線方向に沿って配置したことと相俟って、2つの制御系統を効率良く配置することができる。また、個々の制御系統が信号配線の配線方向(つまりL方向)に沿って細長く構成されることで、制御系統内の配線経路が全体としてL方向に沿って直線化する傾向となり、配線経路の複雑化に伴う配線距離の増加が少なくなる。そして、これに伴い、耐ノイズ性の上で有利となる。
また、回転センサ37,38は、第1リジッド部11において2つの制御系統の電子部品群(コンデンサ33、コイル32およびコンデンサ34A,34B,34C)の列に挟まれるように配置されており、回転センサ37,38からは基板中心線Mに沿うようにしてフレキシブル部13側へセンサ信号配線が延びていくので、各々の信号配線の交錯が少なくなる。
フレキシブル部13においては、表層もしくは内層となる金属箔層にセンサ信号配線と駆動信号配線とが並んで配置され、かつ互いに平行に延びているので、限られた幅のフレキシブル部13に多数の配線を単純化した形で配線できる。つまり、高密度化した配線が可能である。そして、表層もしくは内層となる金属箔層に相対的に幅の広いグラウンド配線を設けることが可能となる。
幅の広いグラウンド配線がフレキシブル部13に存在することで、フレキシブル部13における折り曲げ強度が向上する。特に、グラウンド配線の外縁の位置を信号配線の位置よりもフレキシブル部13の側縁13a寄りとすることで、グラウンド配線が一種の補強部材として機能し、フレキシブル部13の側縁13aで生じやすいクラックから信号配線を保護する。
なお、グラウンド配線は、第1リジッド部11もしくは第2リジッド部12を経由して電源用コネクタ4aのグラウンド側の端子に導通している。あるいは、取付孔15に挿通されるネジ部材およびハウジング7を介して図示しない車体側へと導通するようにしてもよい(図1参照)。
次に、本発明の要部であるフレキシブル部13における信号配線とグラウンド配線のレイアウトについて、いくつかの実施例を説明する。
図9および図10は、第1実施例を示している。図9は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図10は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第1実施例においては、第2面3B側の表層となる金属箔層に、幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成されており、内層となる金属箔層にセンサ信号配線と駆動信号配線とを含む複数のリジッド部間配線55が平行に形成されている。グラウンド配線51は、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)のほぼ全体を占める幅を有しており、フレキシブル部13の側縁13aに沿う側方の外縁51aがフレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。そして、センサ信号配線と駆動信号配線とを含む複数のリジッド部間配線55がグラウンド配線51の一対の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。つまり、フレキシブル部13を厚さ方向に投影して見たときに、グラウンド配線51の外縁51aは、リジッド部間配線55よりもフレキシブル部13の側縁13a寄りに位置する。
このようにグラウンド配線51およびリジッド部間配線55を構成することで、グラウンド配線51が一種の補強部材として機能することから、フレキシブル部13の側縁13aで生じやすいクラックの発生が抑制される。そして仮にクラックが発生したとしても、クラックの成長がグラウンド配線51によって抑制されるため、リジッド部間配線55まで到達しにくくなる。従って、リジッド部間配線55への水分の侵入による絶縁不良やリジッド部間配線55の断線が抑制される。
なお、回路基板3を折り曲げた状態では、一般に、折り曲げ時に外側面となる表層寄りの方が内層付近よりも応力が高くなりやすい。そのため、第1実施例では、応力の高い表層に幅の広いグラウンド配線51を配置してあり、これにより、表層寄り部分でのクラックの発生が効果的に抑制される。
図11および図12は、第2実施例を示している。図11は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図12は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第2実施例においては、第2面3B側の表層に、一対のグラウンド配線51と複数のリジッド部間配線55とが形成されており、内層に複数のリジッド部間配線55が形成されている。
表層においては、一対のグラウンド配線51がフレキシブル部13の幅方向(W方向)外側に位置し、この2本のグラウンド配線51の内側に複数のリジッド部間配線55が配置されている。グラウンド配線51は、リジッド部間配線55よりも幅が広く形成されている。またフレキシブル部13の側縁13aに沿うグラウンド配線51の外縁51aは、フレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。
内層においては、複数のリジッド部間配線55が一対のグラウンド配線51の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。つまり、フレキシブル部13を厚さ方向に投影して見たときに、グラウンド配線51の外縁51aは、リジッド部間配線55よりもフレキシブル部13の側縁13a寄りに位置する。
このような構成では、第1実施例と同様に、一対のグラウンド配線51によって表層および内層の複数のリジッド部間配線55がクラックから保護される。この第2実施例では、第1実施例に比較して、より多数のリジッド部間配線55を配置することが可能となる。
なお、グラウンド配線51の幅は、必ずしもリジッド部間配線55よりも広くなくともよく、少なくともリジッド部間配線55と同等の幅を有していれば、クラックの発生および成長を抑制する作用を奏しうる。
図13および図14は、第3実施例を示している。図13は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図14は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第3実施例においては、第2面3B側の表層に、一対のグラウンド配線51Aと複数のリジッド部間配線55とが形成されており、内層に幅の広い帯状をなすグラウンド配線51Bが形成されている。
表層においては、一対のグラウンド配線51Aがフレキシブル部13の幅方向(W方向)外側に位置し、この2本のグラウンド配線51Aの内側にリジッド部間配線55が配置されている。グラウンド配線51Aは、リジッド部間配線55よりも幅が広く形成されている。またフレキシブル部13の側縁13aに沿うグラウンド配線51Aの外縁51aは、フレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。
内層におけるグラウンド配線51Bは、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)のほぼ全体を占める幅を有しており、その側方の外縁51aは、表層におけるグラウンド配線51Aの外縁51aと実質的に等しい位置にある。
このような構成では、表層のグラウンド配線51Aおよび内層のグラウンド配線51Bの双方によってクラックの発生および成長が抑制され、W方向で内側に位置するリジッド部間配線55が保護される。この第3実施例では、第1実施例に比較して、表層および内層の双方にグラウンド配線51A,51Bが存在することで、クラックの発生および成長がより確実に抑制される。
図15および図16は、第4実施例を示している。図15は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図16は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第4実施例においては、第2面3B側の表層に、複数のリジッド部間配線55が形成されており、内層に幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成されている。グラウンド配線51は、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)のほぼ全体を占める幅を有しており、フレキシブル部13の側縁13aに沿う側方の外縁51aがフレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。そして、表層の複数のリジッド部間配線55は、グラウンド配線51の一対の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。
ここで、第4実施例においては、複数のリジッド部間配線55の中で、第1回転センサ37の検出信号を第1リジッド部11から第2リジッド部12へ供給するための2本のセンサ信号配線55Aがフレキシブル部13の一方の側縁13a寄りに配置され、第2回転センサ38の検出信号を第1リジッド部11から第2リジッド部12へ供給するための2本のセンサ信号配線55Bがフレキシブル部13の他方の側縁13a寄りに配置されている。つまり、複数のリジッド部間配線55の中でセンサ信号配線55A,55Bがフレキシブル部13の幅方向で最も外側に位置している。駆動信号配線は、センサ信号配線55A,55Bよりも内側に位置する。なお、前述したように、第1回転センサ37の検出信号は第1リジッド部11において2系統に分岐され、それぞれセンサ信号配線55Aを介して第2リジッド部12へ供給される。同様に、第2回転センサ38の検出信号は第1リジッド部11において2系統に分岐され、それぞれセンサ信号配線55Bを介して第2リジッド部12へ供給される。
このような構成では、仮にフレキシブル部13のいずれかの側縁13aにおいてクラックが発生し、このクラックがリジッド部間配線55の領域に達して、最も外側に位置するセンサ信号配線55A,55Bのいずれかが断線したとしても、第1回転センサ37および第2回転センサ38のいずれかの検出信号が有効に第2リジッド部12へ供給されるので、何ら支障なくモータ1Aの駆動・制御を行うことができる。仮にセンサ信号配線55Aおよびセンサ信号配線55Bのいずれが2本とも断線しても同様であり、深刻な状況を招来することがない。
図17および図18は、第5実施例を示している。図17は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図18は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第5実施例においては、第2面3B側の表層に、複数のリジッド部間配線55が形成されており、内層に幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成されている。グラウンド配線51は、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)のほぼ全体を占める幅を有しており、フレキシブル部13の側縁13aに沿う側方の外縁51aがフレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。そして、表層の複数のリジッド部間配線55は、グラウンド配線51の一対の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。
ここで、第5実施例においては、複数のリジッド部間配線55の中で、第2回転センサ38の検出信号を第1リジッド部11から第2リジッド部12へ供給するための2本のセンサ信号配線55Bがフレキシブル部13の幅方向(W方向)で最も外側に位置している。そして、第1回転センサ37の検出信号を第1リジッド部11から第2リジッド部12へ供給するための2本のセンサ信号配線55Aが、それぞれセンサ信号配線55Bの内側に隣接して配置されている。つまり、一方の制御系統で用いられる第1回転センサ37用のセンサ信号配線55Aおよび第2回転センサ38用のセンサ信号配線55Bがフレキシブル部13の一方の側縁13a側に位置し、他方の制御系統で用いられる第1回転センサ37用のセンサ信号配線55Aおよび第2回転センサ38用のセンサ信号配線55Bがフレキシブル部13の他方の側縁13a側に位置する。
なお、本実施例では第1回転センサ37を主たる回転センサとし第2回転センサ38を予備的な回転センサとしているので、第2回転センサ38用のセンサ信号配線55Bが外側に配置されているが、第1回転センサ37用のセンサ信号配線55Aを外側に配置してもよい。
このような構成では、仮にフレキシブル部13のいずれかの側縁13aにおいてクラックが発生し、このクラックがリジッド部間配線55の領域に達して、最も外側に位置する第2回転センサ38用のセンサ信号配線55Bの一方が断線したとしても、第1回転センサ37の検出信号が有効に2系統に入力されるので、何ら支障なくモータ1Aの駆動・制御を行うことができる。仮に一方の側に位置するセンサ信号配線55Aとセンサ信号配線55Bが2本とも断線しても、他方の制御系統によるモータ1Aの駆動・制御が可能である。
図19および図20は、第6実施例を示している。図19は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図20は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第6実施例においては、第2面3B側の表層に、複数のリジッド部間配線55が形成されており、内層に幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成されている。グラウンド配線51は、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)のほぼ全体を占める幅を有しており、フレキシブル部13の側縁13aに沿う側方の外縁51aがフレキシブル部13の側縁13aの近くに位置している。そして、表層の複数のリジッド部間配線55は、グラウンド配線51の一対の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。
ここで、第6実施例においては、複数のリジッド部間配線55の中で、最も外側に位置する一対の配線が断線検出配線55Cとして構成されている。例えば、回転センサ37,38用のセンサ信号配線など適宜な配線を断線検出配線55Cとして利用することができ、当該配線が接続される回路中に断線検出回路を含むことで、その断線を検出することができる。従って、仮にいずれか一方の断線検出配線55Cがクラックにより断線すると、その時点で異常を検出することができ、深刻な状況を招来する前に部品交換等の対処が可能となる。なお、前述したように、仮に断線検出配線55Cの断線に伴って一方の制御系統が不能となっても、他方の制御系統によるモータ1Aの駆動・制御が可能である。
すなわち、一対の断線検出配線55Cをセンサ信号配線もしくは駆動信号配線として利用する場合には、一対の制御系統のそれぞれで同一の信号をやり取りする等価な一対の信号配線を断線検出配線55Cとして選択することが望ましい。これにより、一方の制御系統での断線を、他方の制御系統によるモータ1Aの駆動・制御を確保しつつ検出することができる。
図21および図22は、第7実施例を示している。図21は、フレキシブル部13部分を折り曲げ時に外側面となる第2面3B側から見た平面図であり、図22は、表層の配線と内層の配線とを個別に模式的に示した説明図である。
この第7実施例においては、第2面3B側の表層に、複数のリジッド部間配線55が形成されており、内層に幅の広い帯状をなすグラウンド配線51が形成されている。グラウンド配線51は、フレキシブル部13の幅(W方向寸法)の全体近くを占める幅を有しており、表層の複数のリジッド部間配線55は、グラウンド配線51の一対の外縁51aよりもW方向で内側に配置されている。
ここで、第7実施例においては、内層のグラウンド配線51の外縁51aよりもさらに外側に、断線検出配線56がそれぞれ設けられている。この断線検出配線56は、断線検出回路に接続されており、クラックによる断線の検出が可能である。
断線検出配線56としては、他の信号の授受を行わずに単に断線検出のために設けられた配線であってもよい。あるいは、第6実施例の断線検出配線55Cと同様に、適当なセンサ信号配線などを兼ねたものであってもよい。この第7実施例の断線検出配線56は、グラウンド配線51によるクラックからの保護作用を受けないので、仮に断線してもモータ1Aの駆動・制御に深刻な影響を及ぼさない信号配線であることが望ましい。少なくとも、上述したように一対の制御系統のそれぞれで同一の信号をやり取りする等価な一対の信号配線を断線検出配線56として選択することが望ましい。これにより、一方の制御系統での断線を、他方の制御系統によるモータ1Aの駆動・制御を確保しつつ検出することができる。
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例ではフレキシブル部13が一定幅の帯状の構成となっているが、フレキシブル部がこのような単純形状でない場合でも、本発明は適用可能である。また、上記実施例では、6層構造の回路基板のうちの4層分を除去することでフレキシブル部13を構成しているが、本発明はこのような構成に限られない。また、フレキシブル部13のW方向の幅がリジッド部11,12のW方向の幅よりも小さいことは必須ではない。
さらに、上記実施例では、フレキシブル部13の左右両側の側縁13aについてグラウンド配線51の外縁51aがリジッド部間配線55よりも外側に位置するように構成されているが、例えばフレキシブル部13の構成が左右非対称であるような場合に、いずれか一方の側縁13aの側のみでグラウンド配線51の外縁51aがリジッド部間配線55よりも外側に位置する関係としてもよい。
また、本発明は、上記のパワーステアリング装置用電動アクチュエータの回路基板に限定されず、種々の用途の電子回路装置に適用が可能である。
なお、第1リジッド部11と第2リジッド部12との間に存在する中間リジッド部14に、上述した電子部品以外の何らかの電子部品を搭載してもよく、本発明はこのような構成を排除するものではない。
以上のように、本発明は、
電子部品が実装される回路基板を備えた電子装置であって、
上記回路基板は、
上記電子部品が実装される少なくとも2つの部品実装部と、
隣接する2つの部品実装部の間に位置し、上記部品実装部の基板の厚さよりも薄く形成されて上記部品実装部よりも高い可撓性を有するフレキシブル部と、
上記フレキシブル部において2つの部品実装部の間に延びた電源正極配線ないし信号配線である複数の部品実装部間配線と、
上記フレキシブル部において上記部品実装部間配線と同一もしくは異なる層に設けられ、かつ上記フレキシブル部の側縁に沿う外縁が上記部品実装部間配線よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する1つもしくは複数のグラウンド配線と、
を備えている。
好ましい一つの態様では、
第1の部品実装部に、電動アクチュエータに対する操作量を演算する演算処理部の電子部品が実装されているとともに、第2の部品実装部に、上記電動アクチュエータの作動状態を検出するセンサが実装されており、
上記フレキシブル部には、上記部品実装部間配線として、上記操作量に基づく制御信号が流れる駆動信号配線と、上記センサの検出信号が流れるセンサ信号配線と、が設けられており、
上記センサ信号配線は上記駆動信号配線よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する。
例えば、上記センサは、検出対象が同じである第1のセンサと第2のセンサとを含み、
上記フレキシブル部において、上記第1のセンサの一対のセンサ信号配線が上記第2のセンサの一対のセンサ信号配線よりもそれぞれフレキシブル部の側縁寄りに位置する。
また好ましい一つの態様では、
上記部品実装部間配線は該部品実装部間配線の一つとして断線検出配線を含み、
この断線検出配線は、複数の部品実装部間配線の中で最も上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する。
他の態様では、
上記部品実装部間配線とは別に断線検出配線を備え、
この断線検出配線は、上記グラウンド配線の上記外縁よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する。
望ましくは、
上記断線検出配線として、上記フレキシブル部の両側の側縁にそれぞれ対応して配置される一対の断線検出配線を含み、
上記回路基板には、2つの制御系統がそれぞれ第1の部品実装部に実装された電子部品群と第2の部品実装部に実装されたCPUと上記断線検出配線の一つとを含んで構成されており、
上記断線検出配線の断線が各々の制御系統毎に検出される。
あるいは、
上記断線検出配線は、上記フレキシブル部の両側の側縁にそれぞれ対応して配置される一対の断線検出配線を含み、
この一対の断線検出配線は、いずれかの部品実装部に実装したセンサからの同じ検出信号が流れるセンサ信号配線である。
また好ましい一つの態様では、
上記部品実装部と上記フレキシブル部との境界においては、基板の厚さが上記部品実装部の厚さから上記フレキシブル部の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく。
さらに他の一つの態様では、
上記フレキシブル部は、2つの部品実装部の間の中間部に、相対的に厚くなった中間リジッド部を有し、
上記中間リジッド部と相対的に薄い隣接するフレキシブル部との境界においては、基板の厚さが上記中間リジッド部の厚さから上記フレキシブル部の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく。
1…モータ部、2…インバータ・パワーモジュール、3…回路基板、3A…第1面、3B…第2面、4…コネクタ部材、5…モータカバー、7…ハウジング、11…第1リジッド部、12…第2リジッド部、13…フレキシブル部、13a…側縁、16…凹溝、21…CPU、37…第1回転センサ、38…第2回転センサ、51…グラウンド配線、51a…外縁、55…リジッド部間配線、55A,55B…センサ信号配線、55C,56…断線検出配線。

Claims (9)

  1. 電子部品が実装される回路基板を備えた電子装置であって、
    上記回路基板は、
    上記電子部品が実装される少なくとも2つの部品実装部と、
    隣接する2つの部品実装部の間に位置し、上記部品実装部の基板の厚さよりも薄く形成されて上記部品実装部よりも高い可撓性を有するフレキシブル部と、
    上記フレキシブル部において2つの部品実装部の間に延びた電源正極配線ないし信号配線である複数の部品実装部間配線と、
    上記フレキシブル部において上記部品実装部間配線と同一もしくは異なる層に設けられ、かつ上記フレキシブル部の側縁に沿う外縁が上記部品実装部間配線よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する1つもしくは複数のグラウンド配線と、
    を備えてなる電子装置。
  2. 第1の部品実装部に、電動アクチュエータに対する操作量を演算する演算処理部の電子部品が実装されているとともに、第2の部品実装部に、上記電動アクチュエータの作動状態を検出するセンサが実装されており、
    上記フレキシブル部には、上記部品実装部間配線として、上記操作量に基づく制御信号が流れる駆動信号配線と、上記センサの検出信号が流れるセンサ信号配線と、が設けられており、
    上記センサ信号配線は上記駆動信号配線よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する、
    請求項1に記載の電子装置。
  3. 上記センサは、検出対象が同じである第1のセンサと第2のセンサとを含み、
    上記フレキシブル部において、上記第1のセンサの一対のセンサ信号配線が上記第2のセンサの一対のセンサ信号配線よりもそれぞれフレキシブル部の側縁寄りに位置する、
    請求項2に記載の電子装置。
  4. 上記部品実装部間配線は該部品実装部間配線の一つとして断線検出配線を含み、
    この断線検出配線は、複数の部品実装部間配線の中で最も上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する、
    請求項1〜3のいずれかに記載の電子装置。
  5. 上記部品実装部間配線とは別に断線検出配線を備え、
    この断線検出配線は、上記グラウンド配線の上記外縁よりも上記フレキシブル部の側縁寄りに位置する、
    請求項1〜3のいずれかに記載の電子装置。
  6. 上記断線検出配線として、上記フレキシブル部の両側の側縁にそれぞれ対応して配置される一対の断線検出配線を含み、
    上記回路基板には、2つの制御系統がそれぞれ第1の部品実装部に実装された電子部品群と第2の部品実装部に実装されたCPUと上記断線検出配線の一つとを含んで構成されており、
    上記断線検出配線の断線が各々の制御系統毎に検出される、
    請求項4または5に記載の電子装置。
  7. 上記断線検出配線は、上記フレキシブル部の両側の側縁にそれぞれ対応して配置される一対の断線検出配線を含み、
    この一対の断線検出配線は、いずれかの部品実装部に実装したセンサからの同じ検出信号が流れるセンサ信号配線である、
    請求項4または5に記載の電子装置。
  8. 上記部品実装部と上記フレキシブル部との境界においては、基板の厚さが上記部品実装部の厚さから上記フレキシブル部の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく、
    請求項1〜7のいずれかに記載の電子装置。
  9. 上記フレキシブル部は、2つの部品実装部の間の中間部に、相対的に厚くなった中間リジッド部を有し、
    上記中間リジッド部と相対的に薄い隣接するフレキシブル部との境界においては、基板の厚さが上記中間リジッド部の厚さから上記フレキシブル部の厚さへと連続的に変化するように、絶縁基材の厚さが徐々に減少していく、
    請求項8に記載の電子装置。
JP2019124152A 2019-07-03 2019-07-03 電子装置 Active JP7256707B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124152A JP7256707B2 (ja) 2019-07-03 2019-07-03 電子装置
PCT/JP2020/025756 WO2021002374A1 (ja) 2019-07-03 2020-07-01 電子装置
US17/623,650 US11647588B2 (en) 2019-07-03 2020-07-01 Electronic device
DE112020003244.2T DE112020003244T5 (de) 2019-07-03 2020-07-01 Elektronische Vorrichtung
CN202080045308.1A CN114008899A (zh) 2019-07-03 2020-07-01 电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124152A JP7256707B2 (ja) 2019-07-03 2019-07-03 電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021009967A true JP2021009967A (ja) 2021-01-28
JP7256707B2 JP7256707B2 (ja) 2023-04-12

Family

ID=74101368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019124152A Active JP7256707B2 (ja) 2019-07-03 2019-07-03 電子装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11647588B2 (ja)
JP (1) JP7256707B2 (ja)
CN (1) CN114008899A (ja)
DE (1) DE112020003244T5 (ja)
WO (1) WO2021002374A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6712793B1 (ja) * 2020-02-13 2020-06-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 情報処理装置、及び、情報処理装置の製造方法
CN113771940A (zh) * 2021-10-27 2021-12-10 杭州湘滨电子科技有限公司 一种电动助力转向装置及车辆
WO2024084830A1 (ja) * 2022-10-19 2024-04-25 日立Astemo株式会社 電子装置、電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230504A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Denso Corp フレキシブル配線基板およびその回路基板への接続構造
JP2001275022A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Sony Corp ビデオカメラ
JP2005236205A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Sharp Corp 多層プリント配線板の製造方法及び多層プリント配線板
JP2005247220A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Toyoda Mach Works Ltd スパイラルケーブル装置及び、これを用いた可変伝達比ユニット
JP2005285887A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujikura Ltd 断線検知回路付回路基板
JP2007088229A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Daisho Denshi:Kk フレックスリジッドプリント配線板
JP2009218447A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Sumitomo Electric Ind Ltd フレキシブルプリント配線板
JP2009289923A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Kyocera Corp 基板接続構造及び電子機器
WO2011043318A1 (ja) * 2009-10-05 2011-04-14 株式会社村田製作所 回路基板
JP2012060043A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Nikon Corp 接続体及び片面フレキシブル配線板
JP2016139826A (ja) * 2013-02-19 2016-08-04 株式会社村田製作所 インダクタブリッジおよび電子機器
JP2017107439A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 凸版印刷株式会社 フィルムセンサーモジュール及びフィルムセンサーモジュール用のフレキシブル基板

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9379443B2 (en) * 2012-07-16 2016-06-28 Fractus Antennas, S.L. Concentrated wireless device providing operability in multiple frequency regions
JP2014060903A (ja) 2012-09-19 2014-04-03 Jtekt Corp モータ制御装置
US10665959B2 (en) * 2017-07-24 2020-05-26 Apple Inc. Millimeter wave antennas having dual patch resonating elements

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230504A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Denso Corp フレキシブル配線基板およびその回路基板への接続構造
JP2001275022A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Sony Corp ビデオカメラ
JP2005236205A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Sharp Corp 多層プリント配線板の製造方法及び多層プリント配線板
JP2005247220A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Toyoda Mach Works Ltd スパイラルケーブル装置及び、これを用いた可変伝達比ユニット
JP2005285887A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujikura Ltd 断線検知回路付回路基板
JP2007088229A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Daisho Denshi:Kk フレックスリジッドプリント配線板
JP2009218447A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Sumitomo Electric Ind Ltd フレキシブルプリント配線板
JP2009289923A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Kyocera Corp 基板接続構造及び電子機器
WO2011043318A1 (ja) * 2009-10-05 2011-04-14 株式会社村田製作所 回路基板
JP2012060043A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Nikon Corp 接続体及び片面フレキシブル配線板
JP2016139826A (ja) * 2013-02-19 2016-08-04 株式会社村田製作所 インダクタブリッジおよび電子機器
JP2017107439A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 凸版印刷株式会社 フィルムセンサーモジュール及びフィルムセンサーモジュール用のフレキシブル基板

Also Published As

Publication number Publication date
CN114008899A (zh) 2022-02-01
JP7256707B2 (ja) 2023-04-12
WO2021002374A1 (ja) 2021-01-07
US11647588B2 (en) 2023-05-09
US20220264746A1 (en) 2022-08-18
DE112020003244T5 (de) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021002374A1 (ja) 電子装置
WO2019131991A1 (ja) 電子制御装置
US11419208B2 (en) Electronic circuit board and electronic circuit device
JP5936782B2 (ja) 電子制御装置およびその製造方法、電動パワーステアリング制御装置
JP6676144B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US11404941B2 (en) Power conversion device
US11387716B2 (en) Redundant circuit device
JP2020188660A (ja) 電力変換装置
US10834856B2 (en) Electronic control unit
JP7406301B2 (ja) 電子制御装置
WO2023095386A1 (ja) 電子装置
JP7152971B2 (ja) 電子回路装置
WO2022130980A1 (ja) 電子装置およびその製造方法
WO2019230066A1 (ja) 回転機器
JP7423919B2 (ja) 電子装置
JP7215322B2 (ja) 電子装置
WO2023127380A1 (ja) 電子制御装置
JP4155441B2 (ja) 結線基板
JP6547919B2 (ja) 電気素子

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211224

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7256707

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150